DE19804762A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen der Frei-, Span- und/oder Brustfläche von Zähnen eines Sägewerkzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Schleifen der Frei-, Span- und/oder Brustfläche von Zähnen eines SägewerkzeugsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
maschinellen Bearbeiten, insbesondere zum Schleifen, Schruppen,
Schlichten und/oder Feinschlichten der Frei-, Span- und/oder
Brustfläche von Zähnen eines Sägewerkzeuges, insbesondere eines
Kreissägeblatts oder einer Bandsäge, mittels zumindest eines
Bearbeitungswerkzeuges, insbesondere mittels einer rotierenden
Schleifscheibe.
Es ist bekannt, insbesondere Kreissägeblätter an deren Umfang
mit Schneidezähnen beziehungsweise Zähnen zu versehen. In der
EP 0 286 797 A1 wird beispielsweise ein Kreissägeblatt be
schrieben, an dessen Außenumfang abwechselnd aufeinanderfolgend
Vorschneide- und Nachschneidezähne in entsprechende Taschen des
Sägeblatts hart eingelötet sind. Die Zähne bestehen aus Hart
metall. Es ist aber auch bekannt, Zähne aus polykristallinem
Diamantwerkstoff (PKD) oder aus Stellit oder ähnlichen Hart
stoffen zu verwenden. Weiterhin ist es bekannt, Kreissäge
blätter an deren Außenumfang nicht zusätzlich mit Schneide
zähnen zu versehen, sondern den Außenumfang des durchgehenden
scheibenartigen Materials zackenartig auszugestalten und die
Zackenspitzen zu Schneidezähnen zu schärfen.
Insbesondere zum Nachschärfen der Zähne von bereits gebrauchten
Sägewerkzeugen sind bereits Vorrichtungen zum maschinellen Be
arbeiten, insbesondere zum Schleifen, Schruppen, schlichten
und/oder Feinschlichten der Zähne bekannt, bei denen rotierend
angetriebene Bearbeitungswerkzeuge den zu bearbeitenden Flächen
der Zähne zugestellt und die Flächen unter Vorschub des
Bearbeitungswerkzeuges und materialabhebender Bearbeitung in
eine gewünschte Form und/oder Neigung relativ zum Sägewerkzeug
gebracht werden.
Bekannt ist beispielsweise eine solche Vorrichtung zum maschi
nellen Bearbeiten von Zähnen eines Kreissägeblatts, bei der auf
einem nach vorne geneigten Arbeitstisch das Kreissägeblatt auf
einer Aufspanneinrichtung aufgespannt wird und anschließend un
ter manueller Bedienerführung die einzelnen zu bearbeitenden
Flächen der Zähne bearbeitet werden. Einzelne Arbeitsschritte,
wie das Zustellen des Bearbeitungswerkzeuges zu den zu
bearbeitenden Flächen oder das Transportieren der jeweils
nächstfolgenden Zähne in eine Bearbeitungsstellung, werden
automatisch ausgeführt. Die Neigung des Arbeitstisches dient
dazu, ein Kühlmittel, das beim materialabhebenden Bearbeiten
der Zähne zugeführt wird, ablaufen zu lassen. Antrieb und
Halterung des Bearbeitungswerkzeuges sind daher oberhalb des
Kühlmittelaustritts angeordnet, um nicht durch Kühlmittel
verschmutzt und möglicherweise in ihrer Funktionsfähigkeit be
einträchtigt zu werden. Bei der bekannten Vorrichtung kann das
Bearbeitungswerkzeug, gegebenenfalls samt seiner Halterung und
seines Antriebes gegen andere Bearbeitungswerkzeuge ausge
tauscht werden, um beispielsweise die Frei- und Spanfläche der
Zähne mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen bearbeiten zu
können. Zur Einsparung von Arbeitsaufwand kann dabei entweder
bei aufgespanntem Kreissägeblatt das Bearbeitungswerkzeug ge
wechselt werden, oder können eine Reihe von Kreissägeblättern
nacheinander zuerst mit dem einen Bearbeitungswerkzeug und
dann, nach Auswechseln des Bearbeitungswerkzeuges, mit einem
anderen Bearbeitungswerkzeug bearbeitet werden. In jedem Fall
erfordert das Bearbeiten mit verschiedenen Bearbeitungswerkzeu
gen Montagearbeitsschritte, die in der Regel nur von Hand aus
geführt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung der
eingangs genannten Art anzugeben, die zum Bearbeiten der Zähne
einen möglichst geringen manuellen Arbeitsaufwand erfordert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein
Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, dessen
Ausführung einen möglichst geringen manuellen Arbeitsaufwand
erfordert.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 beziehungsweise durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Ausgestaltungen und Weiter
bildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gekennzeichnet durch fol
gende automatische Arbeitsschritte:
- a) Erkennung der Zahnteilung,
- b) Positionierung des Sägewerkzeuges so, daß ein erster Zahn sich in Bearbeitungsstellung befindet,
- c) Abtastung der zu bearbeitenden Zahnfläche mittels des Bearbeitungswerkzeuges zur Bestimmung der Zahnart, wie Vor- oder Nachschneidezahn oder dergleichen, und/oder der Zahnabmessungen, wie Zahnhöhe, Spanwinkel, Freiflächenwin kel, Brustflächenwinkel oder dergleichen,
- d) Bearbeitung der abgetasteten Zahnfläche nach vorgegebenen und/oder ermittelten Werten, und
- e) Fortgesetzte Positionierung, ggf. Abtastung und Bearbeitung der jeweils folgenden Zähne gemäß den Schritten b) bis d), bis sämtliche zu bearbeitenden Zähne in vorgegebener Weise bearbeitet sind.
Aufgrund der automatischen Erkennung der Zahnteilung und der
automatischen Abtastung der zu bearbeitenden Zahnfläche ist
eine einfache Bedienerführung möglich, die nur sehr geringen
manuellen Arbeitsaufwand erfordert. Vorzugsweise wird das
Sägewerkzeug von Anfang bis Ende vollautomatisch bearbeitet, so
daß während der Bearbeitung aller zu bearbeitenden Zähne des
Sägewerkzeuges keinerlei manueller Arbeitsaufwand erforderlich
ist. Bei einer alternativen Ausgestaltung kann aber manuell in
den Arbeitsablauf eingegriffen werden, beispielsweise um ein
zelne Bearbeitungsschritte zu wiederholen, einzelne Frei-,
Span- und/oder Brustflächen von Zähnen mit zusätzlichen Bear
beitungswerkzeugen automatisch zu bearbeiten, oder die vorge
gebenen Werte zur Bearbeitung der Zahnflächen zu ändern
und/oder zu ergänzen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsge
mäßen Verfahrens liegt darin, daß gegenüber einer rein manuel
len Bedienerführung, die ebenfalls manuellen Arbeitsaufwand
erfordert, eine vorgegebenen Werten wesentlich präziser ent
sprechende Bearbeitung der Zähne beziehungsweise Zahnflächen
möglich ist.
Weiterhin wird die Qualität des Bearbeitungsergebnisses ins
besondere dann verbessert, wenn durch Verzicht auf einen ma
nuellen Wechsel des Bearbeitungswerkzeuges Justier- und Mon
tagefehler, wie Rund- und Planlauffehler von Schleifscheiben,
vermieden werden. Weist ein Sägewerkzeug eine Folge von Zähnen
auf, die wiederkehrend dieselbe Zahngeometrie haben oder teil
weise dieselbe Zahngeometrie haben, wird vorzugsweise nur ein
Teil der Zähne abgetastet, bis auch für die nicht abgetasteten
Zähne die vollständige Abtastinformation zur Verfügung steht.
Ebenso wird vorzugsweise die Zahnteilung nur einmal für jeweils
ein Sägewerkzeug stichprobenartig über eine Teilfolge der Zähne
des Sägewerkzeuges hinweg ermittelt.
In vielen Fällen sind sowohl die Span- als auch die Freiflächen
der Zähne eines Sägewerkzeuges zu bearbeiten. Hierzu wird durch
Abtastung der Schleifweg an der Spanfläche bzw. den Spanflächen
und an der Freifläche bzw. den Freiflächen ermittelt. Unter Um
ständen erstreckt sich der Schleifweg am Zahnumfang, d. h. an
der Freifläche, über die Länge der Freifläche hinaus auch über
den Außenumfang des Sägewerkzeug-Grundkörpers, der die Zähne
trägt. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn beim Nach
schleifen eines bereits benutzten Sägewerkzeuges kein Über
stand, oder nur noch ein geringer Überstand des Zahnes über den
Grundkörper nach außen vorhanden ist. Dann wird zweckmäßiger
weise der gesamte Bereich am Außenumfang des Sägewerkzeuges
zwischen jeweils zwei Taschen des Sägewerkzeuges geschliffen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die zu bearbeitenden Flächen eines jeden zu
bearbeitenden Zahnes des Sägewerkzeuges automatisch nacheinan
der und/oder gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Bearbeitungs
werkzeugen bearbeitet. Vorzugsweise werden bei der Bearbeitung
von Frei- und Span- sowie gegebenenfalls Brustfläche zumindest
zwei rotierend angetriebene Bearbeitungswerkzeuge, insbesondere
zumindest eine Schleifscheibe und/oder zumindest eine Schleif
spindel zum Einsatz gebracht, und zwar zumindest ein erstes Be
arbeitungswerkzeug für die Bearbeitung der Freiflächen eines
jeden Zahnes und ein zweites Bearbeitungswerkzeug für die Bear
beitung der Span- und/oder Brustflächen der Zähne. Bei aufein
ander folgender Bearbeitung der Zähne mittels verschiedener Be
arbeitungswerkzeuge erfolgt der Wechsel des Bearbeitungswerk
zeugs beziehungsweise der Bearbeitungswerkzeuge vorzugsweise
automatisch gemäß eines vorgegebenen Bearbeitungsablaufes. Gün
stig ist es, wenn zuerst die einander entsprechenden Flächen
(beispielsweise Spanflächen) eines jeden Zahnes und dann
anschließend die anderen einander jeweils entsprechenden
Flächen (beispielsweise Freiflächen) der Zähne bearbeitet
werden. Verschiedene Bearbeitungswerkzeuge können aber nicht
nur für die Bearbeitung verschiedener Flächen, sondern auch zum
Vor- und Nachbearbeiten derselben Fläche eines Zahnes
eingesetzt werden. Bei stark abgenutzten Zähnen ist bei
spielsweise zunächst eine Grobbearbeitung, wie Schruppen mit
großer Zustellkraft und/oder grobkörniger Werkzeugoberfläche
und anschließend eine Feinbearbeitung, wie Schlichten oder Po
lieren mit fein strukturierter Werkzeugoberfläche erforderlich.
Solche verschiedenen Bearbeitungsgänge er forderten bei Verfah
ren gemäß dem Stand der Technik erhöhten manuellen Arbeitsauf
wand, insbesondere beim Nachbearbeiten einer Reihe unterschied
licher Sägewerkzeuge, die bereits in Gebrauch waren.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung des erfindungsge
mäßen Verfahrens, bei der eine erste Schleifscheibe mit ihrer
äußeren Umfangsfläche an die Freiflächen eines jeden Zahnes zur
Abtastung und Bearbeitung derselben herangefahren wird und bei
der eine zweite Schleifscheibe mit einer randseitigen Flach
seite an die Span- und/oder Brustfläche eines jeden Zahnes zur
Abtastung und Bearbeitung derselben heranbewegt wird. Ein Vor
teil dieser Ausgestaltung ist, daß die Abtastung mit dem je
weils zur Bearbeitung vorgesehenen Bearbeitungswerkzeug vorge
nommen wird, wodurch sowohl eine hohe Präzision beim Abtasten
erreichbar ist, als auch Bearbeitungszeit gespart werden kann,
wenn unmittelbar nach der Abtastung die Bearbeitung beginnt.
Weiterhin werden Meßfehler reduziert bzw. vermieden, da mit dem
Bearbeitungswerkzeug selbst abgetastet wird.
Vorzugsweise wird zur Feststellung des Span- und/oder Brustwin
kels eines abzutastenden Zahnes dessen Span- und/oder
Brustfläche zweimal abgetastet, und zwar je einmal an
verschiedenen Stellen, und wird aus den Abtastergebnissen unter
Berücksichtigung der Position und/oder der Ausrichtung des
Bearbeitungswerkzeuges und des Zahnes relativ zueinander das
Ergebnis festgestellt. Der Abstand der abgetasteten
beziehungsweise abzutastenden Stellen wird dabei vorgegeben
und/oder nach Abtastung eines ersten Zahnes festgestellt be
ziehungsweise verändert. Insbesondere nach Abtastung des ersten
Zahnes wird erforderlichenfalls die Positionierung des Säge
werkzeuges in bezug auf das Bearbeitungswerkzeug beziehungswei
se dessen Halterung korrigiert. In jedem Fall ist durch die
doppelte Abtastung eine exakte Bearbeitung der zu bearbeitenden
Flächen des jeweiligen Zahnes erreichbar. Die Feststellung des
Freiflächenwinkels eines jeden Zahnes entspricht günstigerweise
der zuvor dargestellten Feststellung des Span- und/oder Brust
winkels, wobei die Freifläche an zwei in Umfangsrichtung von
einander beabstandeten Stellen abgetastet wird.
Zur Gewährleistung einer feststehenden Positionierung des Säge
werkzeuges wird das Sägewerkzeug in Abtast- und Bearbeitungs
stellung vorzugsweise jeweils in Position gehalten, und wird
insbesondere durch wenigstens eine Klemmbacke, vorzugsweise
durch zwei Klemmbacken an einander gegenüberliegenden Seiten
des Sägewerkzeuges, fixiert. Bevorzugtermaßen dient die
wenigstens eine Klemmbacke beim Transport des Sägewerkzeuges,
insbesondere beim Weitertransport, so daß ein unbearbeiteter
Zahn in Bearbeitungsstellung gelangt, als bremsende Führung für
das Sägewerkzeug.
Zweckmäßigerweise wird das Sägewerkzeug während der fortgesetz
ten Positionierung, Abtastung und Bearbeitung der jeweils auf
einanderfolgenden Zähne ununterbrochen von einer Haltevorrich
tung gehalten, mittels der es jeweils in die Bearbeitungsstel
lung des jeweils zu bearbeitenden Zahnes gebracht oder mittels
der es unbeweglich festgehalten wird. Bei der ersten
Alternative wird also das Konzept verfolgt, daß der zu bearbei
tende Zahn im wesentlichen mit Hilfe der Haltevorrichtung in
Bearbeitungsstellung gebracht wird, während mit der zweiten Al
ternative das Konzept verfolgt wird, daß im wesentlichen das
Bearbeitungswerkzeug an den zu bearbeitenden Zahn herangeführt
wird. Somit umfaßt die Erfindung beispielsweise zwei Wege, den
Span- und oder den Freiflächenwinkel einzustellen: Der jewei
lige Winkel kann durch Verstellen der Lage des Sägewerkzeuges
oder durch Verstellen der Lage bzw. Ausrichtung des Bearbei
tungswerkzeuges eingestellt werden.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens, bei der das Sägewerk
zeug mittels eines rotierenden Bearbeitungswerkes, insbesondere
einer Schleifscheibe, bearbeitet wird, oszilliert das Bearbei
tungswerkzeug während der Bearbeitung in Richtung quer zur Ro
tationsachse. Dadurch kann eine durch die materialabtragende
Bearbeitung bewirkte lokale Temperaturerhöhung in vertretbaren
Grenzen gehalten werden, ohne daß Bearbeitungspausen eingelegt
werden müssen. Weiterhin wird die Kühlmittelsituation an der
Schleifstelle verbessert, insbesondere durch einen besseren Zu
gang des Kühlmittels zu dem jeweils nächstfolgenden Schleifort.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Bearbeitungswerk
zeug einem Referenzelement, insbesondere einem Referenzzahn,
aus Diamantwerkstoff zustellbar, um die die Bearbeitung bestim
menden Dimensionen des Bearbeitungswerkzeuges, insbesondere die
Erstreckung desselben zu bestimmen und zu speichern. Bei länge
rem Betrieb des Bearbeitungswerkzeuges kann somit auch die Ab
nutzung des Bearbeitungswerkzeuges ermittelt beziehungsweise
kompensiert werden. Die Verwendung des Diamantwerkstoffes für
das Referenzelement verhindert eine Abnutzung desselben, so daß
die Bestimmung der Dimensionen des Bearbeitungswerkzeuges über
lange Zeiträume hinweg sicher und genau feststellbar sind.
Bevorzugtermaßen ist das Bearbeitungswerkzeug, insbesondere das
den Zahnfreiflächen zugeordnete Bearbeitungswerkzeug, derart
dem Zahn beziehungsweise den Zähnen zustellbar, daß vorbe
stimmte Zahngeometrien, insbesondere Zahnformen, wie Trapez
zahn, Wechselzahn, Flachzahn, Spitzzahn, Hohlzahn oder
dergleichen, oder Spanteilernuten erzeugt beziehungsweise
nachbearbeitet werden können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung werden die zu bearbeitenden
Flächen eines jeden zu bearbeitenden Zahnes des Sägewerkzeuges
ohne Wechsel des Bearbeitungswerkzeuges mehreren Bearbeitungs
gängen unterworfen, wie Schruppen, Schlichten und Feinschlich
ten, wobei zwischen den einzelnen Bearbeitungsgängen die Bear
beitungsparameter des Bearbeitungswerkzeuges, wie Rotationsge
schwindigkeit, Drehmoment, Vorschub und/oder Zustellkraft, ver
ändert werden. Die Bearbeitungsparameter sind vorzugsweise vor
gegeben, insbesondere vorprogrammiert.
Günstig ist es, wenn beim Bearbeiten der Zähne der Vorschub des
Bearbeitungswerkzeuges abhängig von der an diesem anliegenden
Last, wie Reibungswiderstand beziehungsweise Bearbeitungsdreh
moment oder Erosionsstrom eines Elektroerodierwerkzeuges, der
art eingestellt wird, insbesondere sich selbsttätig einstellt,
daß mit zunehmender Last der Vorschub reduziert wird, bezie
hungsweise umgekehrt. Diese lastadaptive Regelung ist insbeson
dere bei vollautomatischer Bearbeitung des Sägewerkzeuges von
Vorteil, da ohne Aufsichtsperson eine lokale Überhitzung der zu
bearbeitenden Flächen und/oder der Bearbeitungswerkzeuge oder
eine sonstige Überlastung des Bearbeitungswerkzeuges und der
damit zusammenwirkenden Maschinenteile verhindert werden kann.
Bei einer weiteren Ausgestaltung werden durch das Zahnfreiflä
chen-Bearbeitungswerkzeug sämtliche die Geometrie des Zahnes
definierenden Flächen und Fasen, mit Ausnahme der Span- und
Brustfläche abgetastet und nach Vergleich mit in einem Speicher
abgelegten Sollwerten bearbeitet. Dementsprechend können auch
die Span- und/oder Brustfläche durch das Span- und/oder Brust
flächen-Bearbeitungswerkzeug abgetastet werden und nach Ver
gleich mit in einem Speicher abgelegten Sollwerten bearbeitet
werden. Der Speicher ist insbesondere ein mikroelektronischer
Speicher einer Computersteuerung.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Abtastung
der Zahngeometrie mit einem rotierenden Bearbeitungswerkzeug,
dessen Antrieb derart eingestellt ist, daß bei Kontakt des Be
arbeitungswerkzeuges mit der abzutastenden Zahnoberfläche das
Bearbeitungswerkzeug deaktiviert beziehungsweise angehalten und
die Kontaktposition als Tastergebnis festgestellt wird.
Vorzugsweise wird der Antrieb des Bearbeitungswerkzeuges bei
einer vorbestimmten Last beziehungsweise einem vorbestimmten
Drehmoment abgeschaltet und dann die Position des Be
arbeitungswerkzeuges als Tastergebnis festgehalten. Zusätzlich
oder alternativ zu der Position des Bearbeitungswerkzeuges kann
bei einer verfahrbaren Halterung des Sägewerkzeuges auch die
Position dieser Halterung beziehungsweise des Sägewerkzeuges
als Tastergebnis festgehalten werden. Günstigerweise wird als
Antriebsmotor des Bearbeitungswerkzeuges ein Servomotor einge
setzt, dessen Drehmoment und/oder Drehzahl auf den niedrigst
möglichen Wert eingestellt und geregelt ist. Bei Abweichen des
Drehmomentes aufgrund eines Kontakts des Bearbeitungswerkzeuges
mit der abzutastenden Zahnoberfläche hält dann die Regelung den
Servomotor beziehungsweise das Bearbeitungswerkzeug an.
Bei der Abtastung eines Zahnes wird vorzugsweise die Schneid
kante des Zahnes sowie die Tiefe des Zahngrundes abgetastet, um
einerseits auf diese Weise die Abnutzung am Umfang des Zahnes
festzustellen und/oder andererseits bei der Bearbeitung der
Span- und/oder Brustfläche sicherzustellen, daß das Bearbei
tungswerkzeug einen vorbestimmten Minimalabstand vom Zahngrund
einhält. Ebenso wird vorzugsweise der Schleifweg am Umfang des
Sägewerkzeuges abgetastet, um die Schleiflänge dort zu
bestimmen.
Durch die Abtastung eines Zahnes, beispielsweise durch die
Abtastung der Schleiflänge der Spanfläche eines Zahnes, stellt
die Vorrichtung automatisch Bearbeitungsparameter fest, die
somit nicht in die Vorrichtung eingegeben werden müssen. Auf
diese Weise kann auch ein abgenutztes Sägewerkzeug, zumindest
annähernd, derart geschliffen werden, daß die Abmessungen
seiner Zähne den ursprünglichen Abmessungen entsprechen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten
von Zähnen eines Sägewerkzeuges ist gekennzeichnet durch
- a) eine auf einem Schwenkarm angeordnete und längs desselben verfahrbare Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung,
- b) einen über wenigstens drei Zähne hinweg bewegbaren Zahnteilungstast- und Werkzeugtransportfinger,
- c) einen in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbaren Bearbeitungs werkzeughalter, mittels dem wenigstens ein Bearbeitungs werkzeug einer zu bearbeitenden Zahnfläche zum Zwecke der Abtastung und anschließenden Bearbeitung derselben zu stellbar ist, wobei
- d) der Antrieb des Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtrans portfingers, der Antrieb des Bearbeitungswerkzeughalters und gegebenenfalls auch ein Antrieb des der Sägewerkzeug- Aufspanneinrichtung zugeordneten Schwenkarms mit einem Da tenspeicher gekoppelt sind, so daß die Tast- und Posi tionssignale der vorgenannten Elemente mit vorgegebenen ge speicherten Werten vergleichbar sind, um daraus die Bear beitungsposition und Bearbeitungswege des Bearbeitungs werkzeuges mittels eines zugeordneten Rechners zu bestim men.
Grundgedanke bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die
Erfassung der Abmessungen und/oder der Position eines zu bear
beitenden Zahnes und der Vergleich der Tastergebnisse mit
vorgegebenen Werten, so daß eine automatische Bearbeitung des
Zahnes möglich ist. Bei der beschriebenen Ausgestaltung der
Vorrichtung wurde das Konzept verfolgt, daß das Sägewerkzeug
mittels der verfahrbaren Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung be
ziehungsweise mittels des Schwenkarmes in Bearbeitungsstellung
gebracht wird. Insbesondere werden durch das Verfahren der
Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung unterschiedliche Außendurch
messer beziehungsweise Außenabmessungen des Sägewerkzeuges
gegenüber anderen Sägewerkzeugen, die zuvor mittels der Vor
richtung bearbeitet worden sind, ausgeglichen beziehungsweise
die Vorrichtung den Abmessungen des Sägewerkzeuges angepaßt.
Der Schwenkarm dient insbesondere dazu, einen Bearbeitungs
winkel zwischen einer zu bearbeitenden Fläche eines Zahnes und
einem Bearbeitungswerkzeug einzustellen. Durch Schwenken des
Schwenkarmes kann beispielsweise zunächst die Spanfläche des
Zahnes mit einer randseitigen Flachseite einer ersten Schleif
scheibe und nach dem Verschwenken die Freifläche des Zahnes mit
der äußeren Umfangsfläche einer zweiten Schleifscheibe bear
beitet werden, wobei die beiden Schleifscheiben über eine
gemeinsame Welle angetrieben werden. Außer diesem Konzept
umfaßt die Erfindung aber auch andere Konzepte der Positionie
rung von Sägewerkzeug und Bearbeitungswerkzeug relativ zu
einander, beispielsweise das Konzept, daß das beziehungsweise
die Bearbeitungswerkzeuge im wesentlichen ohne Verfahren des
Sägewerkzeuges in Bearbeitungsstellung gebracht werden.
In Verfolgung des zuerst genannten Konzeptes ist das Sägewerk
zeug mittels der Aufspanneinrichtung in eine Position bringbar,
in der die Spitze des jeweils zu bearbeitenden Zahnes auf der
Schwenkachse des die Aufspanneinrichtung tragenden Schwenkarmes
liegt.
Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist
diese einen Schwenkkopf auf, an dem ein oder mehrere Bearbei
tungswerkzeuge angebracht sind. Durch Schwenken des Schwenk
kopfes können mit ein- und demselben Bearbeitungswerkzeug bei
spielsweise sowohl die Freifläche eines Zahnes über die gesamte
Breite geschliffen werden als auch, nach dem Verschwenken,
Spanteilerrillen in die Freifläche eingeschliffen werden. Wei
terhin ermöglicht der Schwenkkopf die Einstellung des Achswin
kels der Spanfläche.
Vorzugsweise ist der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtrans
portfinger mit einem Linearantrieb zur Erzeugung einer Linear
bewegung verbunden, um die Zahnteilung abzutasten und um die
Zähne in Bearbeitungsstellung zu transportieren. Besonders be
vorzugt ist eine Weiterbildung, bei der der Linearantrieb auf
einem Schwenkarm positioniert ist, wobei bei einer Linearbewe
gung des Fingers die Linearbewegung so von einer Schwenkbewe
gung des Schwenkarms überlagert ist, daß der Finger längs eines
vorbestimmten, wenigstens drei Zähne umfassenden Umfangsab
schnitts des Sägeblatts, das bei dieser Weiterbildung das Säge
werkzeug ist, zur Abtastung der Zahnteilung bewegbar ist. Durch
die Möglichkeit, einen Umfangsabschnitt abzutasten, der wenig
stens drei Zähne umfaßt, kann eine regelmäßige Zahnteilung ab
getastet und somit festgestellt werden. Bei einem Weitertrans
port von Zähnen über mehr als die dreifache Zahnteilung hinweg
muß dann bei feststehender Zahnteilung nicht mehr wiederholt
über einen drei Zähne umfassenden Umfangsabschnitt abgetastet
werden, sondern muß lediglich über einen eine Zahnteilung
umfassenden Umfangsabschnitt abgetastet und festgestellt
werden, ob auch der Abstand zu dem jeweils nächstfolgenden Zahn
der regelmäßigen Zahnteilung entspricht. In alternativer
Ausgestaltung ist die Linearbewegung des Fingers nicht von
einer Schwenkbewegung überlagert, wenn es sich bei dem
Sägewerkzeug um eine Bandsäge mit sich geradlinig erstreckendem
Außenumfang handelt. Auch hierbei tastet der Finger zur
Erfassung der Zahnteilung jedoch mindestens einen Bandabschnitt
ab, der wenigstens drei Zähne umfaßt.
Bei der Ausgestaltung zum Bearbeiten von Kreissägeblättern ist
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger bezie
hungsweise dessen Verbindung mit dem Linearantrieb mit einem
Kurvenlineal gekoppelt, das die Überlagerung der Linearbewegung
mit der Schwenkbewegung definiert. Dieses Kurvenlineal ist bei
spielsweise als Kulissenführung ausgestaltet, wobei der in der
Führung beweglich geführte Kulissenstein fest mit dem Finger
verbunden ist. Die Form des Kurvenlineals hängt vom Durchmesser
des zu bearbeitenden Kreissägeblatts beziehungsweise von der
Krümmung des Außenumfangs des Kreissägeblatts ab, wobei das
selbe Kurvenlineal für Sägeblätter mit Durchmessern in einem
bestimmten Bereich geeignet ist und wobei der Bereich auch von
der Tiefe des Zahngrundes an den zu bearbeitenden Zähnen und
von der Zahnteilung abhängt.
Weiterhin ist die Länge des Kurvenlineals vorzugsweise auf die
ungefähre Zahnteilung abgestimmt, um diese sicher erkennen zu
können.
Vorzugsweise ist der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtrans
portfinger beziehungsweise dessen Halte- und Betätigungsein
richtungen, insbesondere der Schwenkarm und der Linearantrieb,
schwenkbar mit dem die Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung tragen
den schwenkarm verbunden und mit diesem um dessen Schwenkachse
verschwenkbar. Auf diese Weise kann bei einem Verschwenken ei
nes auf der Aufspanneinrichtung aufgespannten Sägewerkzeuges
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger unabhän
gig von der Schwenkstellung der Aufspanneinrichtung und ohne
separates Nachführen des Fingers immer in der richtigen Tast-
und Transportposition gelangen.
Vorzugsweise ist eine Klemmeinrichtung mit Klemmbacken vorgese
hen, um das Sägewerkzeug zum Zwecke der Abtastung und Bearbei
tung seiner Zähne zwischen den Klemmbacken in Position zu hal
ten. Zweckmäßigerweise dienen die Klemmbacken, in leicht
gelockerter Position, bei einem Transport des Sägewerkzeuges,
insbesondere bei einer Rotationsbewegung eines Kreissägeblatts
um einen Fixpunkt der Aufspanneinrichtung, als bremsende
Führungselemente.
Bevorzugtermaßen ist die Klemmeinrichtung schwenkbar mit dem
die Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung tragenden Schwenkarm
verbunden und mit diesem um dessen Schwenkachse verschwenkbar.
In besonderer Ausgestaltung ist die Sägewerkzeug-Aufspannein
richtung auf einem längs des sie tragenden Schwenkarmes hin-
und herbewegbaren Schlitten angeordnet. In weiterer Ausgestal
tung ist dieser Schwenkarm mittels einer Kolben-Zylinder-Ein
heit um die Schwenkachse des Schwenkarmes verschwenkbar.
Der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger ist vor
zugsweise um eine sich etwa parallel zur Sägewerkzeug-
Schnittebene sowie sich etwa senkrecht zur Richtung seiner
Transportbewegung erstreckenden Achse verschwenkbar gelagert
und vorzugsweise hydraulisch, mechanisch oder elektromechanisch
in Zahneingriffsstellung vorgespannt. Bei einer Tastbewegung
des Fingers kann der Finger daher, wenn er am Rand einer Zahn
tasche anstößt, gegen die Vorspannkraft zurückschwenken und an
der Unterfläche des Sägewerkzeuges abgleiten bis er in der
nächst folgenden Zahntasche oder am Außenumfang des Sägewerk
zeugs angetrieben durch die Vorspannkraft wieder aufklappt.
Vorzugsweise erfolgt nach dem Aufklappen wieder eine kurze
Bewegung des Transportfingers in Transportrichtung, das heißt
in Gegenrichtung der zuvor ausgeführten Bewegung, so daß fest
gestellt werden kann, ob sich ein Widerstand bietet. Ist ein
Widerstand vorhanden, so befindet sich der Finger in einer
Zahntasche. Ist dagegen kein Widerstand oder nur ein geringer
Widerstand vorhanden, befindet sich der Finger nicht in einer
Zahntasche, sondern außerhalb der Umfangslinie des Sägewerk
zeuges. Um das Feststellen eines Widerstandes zu erleichtern,
kann der Finger auch quer zur Umfangsrichtung verschwenkbar
beziehungsweise beweglich sein, so daß sich praktisch kein
Widerstand feststellen läßt, wenn der Finger von außen gegen
den Umfang des Sägewerkzeugs stößt.
Günstigerweise weist die Vorrichtung eine Mehrzahl von Bearbei
tungswerkzeugen zur Bearbeitung eines in Bearbeitungsposition
befindlichen Zahnes auf. In spezieller Ausgestaltung ist zu
sätzlich oder alternativ zu einem Bearbeitungswerkzeug für
ebene Flächen eines Zahnes ein Werkzeug zur Ausbildung oder Be
arbeitung einer Hohlfläche vorgesehen, das der Spanfläche eines
sich jeweils in Bearbeitungsposition befindlichen Zahnes zu
stellbar ist. In anderer Ausgestaltung kann ein Spanteilerril
lenwerkzeug zur Erzeugung und/oder Nachbearbeitung von Spantei
lerrillen an den Freiflächen der Zähne vorgesehen sein, das
beispielsweise über eine mit einem anderen ebenfalls rotierend
angetriebenen Bearbeitungswerkzeug gemeinsame Welle angetrieben
wird, wobei die Welle derart um die Y-Achse verschwenkbar ist,
daß bei in Z-Richtung ausgerichteter Welle das Spanteilerril
lenwerkzeug und bei in X-Richtung ausgerichteter Welle das an
dere Bearbeitungswerkzeug in Arbeitsstellung ist. In weiterer
Ausgestaltung ist das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug ein
Elektroerodierwerkzeug zur elektroerosiven Bearbeitung der
Zähne, wobei zur Abtastung der zu bearbeitenden Zahnfläche eine
Detektiereinrichtung zum Detektieren eines Funkenüberschlages
beziehungsweise eines Erosionsstromes vorgegebener Stärke zwi
schen der Zahnfläche und dem Elektroerodierwerkzeug vorgesehen
ist. Elektroerodierwerkzeuge eignen sich insbesondere zur Bear
beitung von Zähnen aus polykristallinem Diamantwerkstoff (PKD).
In besonderer Ausgestaltung umfaßt zumindest einer der Antriebe
der Vorrichtung, vorzugsweise sämtliche Antriebe der Vorrich
tung, insbesondere die den Bearbeitungswerkzeugen zugeordneten
Antriebe Servomotoren, deren Drehzahl und/oder Drehmoment
regelbar sind.
Ausführungsformen der Erfindung mit weiteren Vorteilen werden
im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Die Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die
einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in einer Stellung zum Schleifen der Freifläche eines
Zahnes in Draufsicht,
Fig. 2 die Ausführungsform nach Fig. 1 in einer Stellung zum
Schleifen der Spanfläche des Zahnes in Draufsicht,
Fig. 3 ein Detailbild der Darstellung nach Fig. 1 im Bereich
des zu schleifenden Zahnes,
Fig. 4 das Detailbild nach Fig. 3, jedoch nicht beim
Schleifen der Freifläche des Zahnes, sondern beim
Abtasten der Zahnteilung des Kreissägeblatts,
Fig. 5 ein Detailbild nach Fig. 2 im Bereich des Zahnes,
Fig. 6 das Detailbild nach Fig. 5, jedoch nicht beim
Schleifen des Zahnes, sondern während der Abtastung
der Teilung des Kreissägeblatts,
Fig. 7 ein weiteres Detailbild der Darstellung von Fig. 2,
Fig. 8 ein weiteres Detailbild der Darstellung nach Fig. 1,
Fig. 9 einen Adapter zum Aufspannung von Kreissägeblättern
mitgroßen Aufspannöffnungsdurchmessern in einem
ersten Fertigungsstadium in Draufsicht,
Fig. 10 und Fig. 11 den Adapter gemäß Fig. 9 in einem zweiten Fertigungs
stadium in Draufsicht beziehungsweise Seitenansicht.
In Fig. 1 sind wesentliche Teile einer Ausführungsform der er
findungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit einem als Kreissäge
blatt ausgebildeten Sägewerkzeug dargestellt. Das Kreissäge
blatt 11 weist an seinem Außenumfang eine Vielzahl von Zähnen
10 auf, von denen sich einer in Bearbeitungsstellung befindet,
wie aus der Detaildarstellung von Fig. 3 ersichtlich ist. Der
linke in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellte Zahn, z. B. ein Hart
metallzahn, der sich in Bearbeitungsstellung befindet, weist am
Außenumfang des Kreissägeblatts 11 eine Freifläche 1 auf, deren
geradliniger Verlauf in Umfangsrichtung unter einem Freiflä
chenwinkel 7 gegen die Tangente an die Schneidkante 9 geneigt
ist, welche senkrecht zur Radiallinie 4 steht, die die Schneid
kante 9 mit dem Mittelpunkt des Kreissägeblatts 11 verbindet.
Unter einem Spanwinkel 6 gegen die Radiallinie 4 geneigt ver
läuft die Spanfläche 2 des Zahnes 10 in der Darstellung der
Fig. 3 und Fig. 4 von der Schneidkante 9 geradlinig auf das
Innere des Kreissägeblatts 11 zu. Der Zahn 10 besteht aus Stel
lit oder alternativ aus Hartmetall. Er ist am Rande einer Zahn
tasche 5 mit Hartlot angelötet, oder anders befestigt, und
steht am Außenumfang des Kreissägeblatts 11 über. Das innere
Ende des Zahns 10 liegt dabei von dem Zahngrund 8 der
Zahntasche 5 entfernt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, befindet sich der linke dort
dargestellte Zahn 10 mit seiner Schneidkante 9 in Linie mit ei
ner Schwenkachse 31, in deren Bereich sämtliche der zu bearbei
tenden Zähne des Kreissägeblatts 11 bearbeitet werden. Die
Schwenkachse 31 verläuft in der Darstellung der Fig. 3 senk
recht zur Papierebene, das heißt in Z-Richtung. Um den rechten
in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellten Zahn 10 in Bearbeitungsstel
lung zu bringen, wird das Kreissägeblatt 11 mit Hilfe des Tast-
und Transportfingers 20 um seine Mittelsenkrechte gedreht.
Hierzu wurde bereits vor dem Transportvorgang mit Hilfe des
Tast- und Transportfingers 20 die Zahnteilung am Außenumfang
des Kreissägeblatts 11 ermittelt, wie im folgenden ausgeführt
wird.
Nach dem Aufspannen des Kreissägeblatts 11 auf der Aufspannvor
richtung 19, die in die zentrale Aufspannöffnung des Kreis
sägeblatts 11 eingreift und ein Verdrehen des Kreissägeblatts
um seine Mittelsenkrechte erlaubt, wird der Schwenkarm 18 der
Aufspannvorrichtung 19 so linear verfahren, daß die Umfangsli
nie des Kreissägeblatts 11 die Schwenkachse 31 schneidet. Dabei
wird das Kreissägeblatt 11 um etwa 2 mm angehoben und wieder
abgesenkt, um ein Anstoßen an die untere Klemmbacke 16
(Beschreibung s. u.) zu vermeiden. Anschließend wird der Tast-
und Transportfinger 20 so verfahren, daß er im Bereich der
Schwenkachse 31 in eine Zahntasche 5 des Kreissägeblatts 11
eingreift. Dann wird der Tast- und Transportfinger 20 im
Uhrzeigersinn entlang dem Außenumfang des Kreissägeblatts 11
verfahren, bis er in die nächste benachbarte Zahntasche 5
eingreift. Um ein Eingreifen zu ermöglichen, ist der Tast- und
Transportfinger 20 in Eingriffsstellung vorgespannt, um eine
sich etwa parallel zur Kreissägeblatt-Schnittebene (X-Y-Ebene)
sowie sich etwa senkrecht zur Richtung seiner Transportbewegung
erstreckende Achse verschwenkbar gelagert. Der Tast- und
Transportfinger 20 schwenkt also während seiner Bewegung im
Uhrzeigersinn innerhalb des Außenumfangs des Kreissägeblatts 11
aufgrund des Anstoßens am rechten Rand der Zahntasche 5 zurück
und klappt erst nach Erreichen der nächstfolgenden Zahntasche 5
wieder in Eingriffsstellung zurück. Die Bewegung des Tast- und
Transportfingers 20 wird mindestens bis zum Erreichen der
übernächsten Zahntasche 5, die in Fig. 3 und Fig. 4 nicht mehr
dargestellt ist, fortgesetzt. Hierbei führt der Tast- und
Transportfinger 20 eine durch einen Linearantrieb 23 erzeugte
Linearbewegung 24 aus, der aufgrund einer Kulissenführung mit
Kurvenlineal 27 eine Schwenkbewegung 25 überlagert ist. Zur
Kopplung der Schwenkbewegung 25 mit der Linearbewegung 24 ist
der Schwenkarm 22 mit einem in der Kulissenführung beweglich
geführten Kulissenstein 39 verbunden. Zur Übertragung der
Linearbewegung 24 von dem Linearantrieb 23 auf den Tast- und
Transportfinger 20 ist eine Verbindung 26 zwischen diesen
beiden Elementen vorgesehen. Die Formgebung des Kurvenlineals
27 beziehungsweise der Kulissenführung ist auf die Krümmung des
Außenumfangs des Kreissägeblatts 11 abgestimmt. Wird die oben
beschriebene Tastbewegung des Tast- und Transportfingers 20
über einige Zahntaschen hinweg fortgesetzt, wird der Tast- und
Transportfinger 20 gemäß der mit 28 bezeichneten Finger-Be
wegungskurve vom Außenumfang des Kreissägeblatts 11 entfernt,
wie dies dem rechten in Fig. 1 dargestellten Ende des Kurvenli
neals entspricht.
Bei der Abtastung der Zahnteilung werden jedesmal, wenn der
Tast- und Transportfinger in eine Zahntasche 5 einrastet, die
entsprechenden Positionswerte festgestellt und in einen nicht
dargestellten Datenspeicher eingeschrieben. Insbesondere bei
regelmäßiger Zahnteilung lassen sich daraus auch die Positions
werte nicht abgetasteter Zahntaschen beziehungsweise Zähne am
Rand der Zahntaschen errechnen. Aus diesem Grund braucht daher
nicht vor jedem Transportvorgang mit Hilfe des Tast- und Trans
portfingers 20 die Zahnteilung erneut abgetastet werden. Nach
der ersten Abtastung der Zahnteilung transportiert der Tast-
und Transportfinger 20 einen Zahn 10 des Kreissägeblatts 11 in
Bearbeitungsstellung, wie oben anhand von Fig. 3 beschrieben.
Hierzu führt der Tast- und Transportfinger 20 eine Transportbe
wegung in Gegenuhrzeigerrichtung am Außenumfang des Kreissäge
blatts 11 auf, bis die gewünschte Position erreicht ist. An
schließend wird das Kreissägeblatt 11 mit Hilfe der Klemmbacken
16, die oberhalb und unterhalb des Kreissägeblatts einander ge
genüberliegend in der Nähe der Schwenkachse 31, das heißt der
Bearbeitungsposition des Zahnes 10 angeordnet sind, festge
klemmt, so daß der zu bearbeitende Zahn 10 sicher in Position
gehalten wird. Anschließend wird der Zahn, wie noch anhand von
Fig. 7 und Fig. 8 beschrieben wird, an seiner Freifläche 1 be
arbeitet. Das Bearbeiten der Freifläche 1 umfaßt gegebenenfalls
verschiedene Arbeitsvorgänge wie Schleifen, Schruppen, Schlich
ten und/oder Feinschlichten, sowie Einfräsen oder Einschleifen
beziehungsweise Nachbearbeiten von Spanteilernuten oder die
Ausbildung oder Nachbearbeitung einer sogenannten Braunschwei
ger Geometrie. Bei der Zähnen mit Braunschweiger Geometrie
werden insbesondere statt Schleifscheiben mit ebener
Schleiffläche solche mit kegelig geformter Schleiffläche
verwendet.
Fig. 2 zeigt die Anordnung von Fig. 1, jedoch in einer um die
Schwenkachse 31 verschwenkten Stellung des Kreissägeblatts 11.
Vorzugsweise nachdem alle zu bearbeitenden Freiflächen 1 der
Zähne 10 des Kreissägeblatts 11 bearbeitet worden sind, wird
das auf die Aufspanneinrichtung 19 aufgespannte Kreissägeblatt
11 um die Schwenkachse 1 verschwenkt, indem die Kolben-
Zylinder-Einheit 32 betätigt wird, so daß das rechte Ende der
Kolben-Zylinder-Einheit 32, das mit dem Schwenkarm 18 verbunden
ist, nach rechts verfahren wird. Das rechte Ende führt also
eine Linearbewegung 36 aus. Abhängig vom Schwenkwinkel der
Schwenkbewegung 33 um die Schwenkachse 31 und damit abhängig
von der Geometrie der zu bearbeitenden Zähne 10 ist dieser Li
nearbewegung 36 eine Schwenkbewegung 35 um die in Z-Richtung
verlaufende Schwenkachse 34 am linken Ende der Kolben-Zylinder-
Einheit 32 überlagert. Da die Schwenkachse 34 gegenüber dem Ge
häuse beziehungsweise dem Untergrund der in Fig. 1 und Fig. 2
gezeigten Vorrichtung ortsfest angeordnet ist und da das rechte
Ende der Kolben-Zylinder-Einheit 32 mit dem Schwenkarm 18 ver
bunden ist, der zur Anpassung des Außendurchmessers des jewei
ligen zu bearbeitenden Kreissägeblatts eine Linearbewegung 29
ausführen kann, ist in der Regel beim Verschwenken des Schwenk
arms 18 mit Aufspanneinrichtung 19 und Kreissägeblatt 11 ein
Verschwenken der Kolben-Zylinder-Einheit 32 in einer Schwenkbe
wegung 35 um die Schwenkachse 34 erforderlich, um die korrekte
Position des zu bearbeitenden Zahnes 10 an der Schwenkachse 31
beizubehalten beziehungsweise wieder neu einzustellen, nachdem
die Schwenkbewegung 33 beendet ist. Wie am besten durch Ver
gleich der Detailbilder von Fig. 1 und Fig. 2 gemäß Fig. 4 und
Fig. 6 erkennbar ist, wird der Tast- und Transportfinger 20
samt Verbindung 26, Schwenkarm 22, Linearantrieb 23 und Kurven
lineal 27 bei der Schwenkbewegung 33 mit verschwenkt, so daß
nach dem Verschwenken mit demselben Kurvenlineal 27 gearbeitet
werden kann und der Tast- und Transportfinger 20 in der richti
gen Stellung relativ zum Kreissägeblatt 11 steht.
Fig. 5 zeigt, wie die zweite Schleifscheibe 13 zum Schleifen
der Spanfläche 2 des Zahnes 10 in der Nähe des zu bearbeitenden
Zahnes positioniert ist. Hierzu wird, gegenüber der in Fig. 3
gezeigten Anordnung, in der die erste Schleifscheibe 12 in der
Nähe des zu bearbeitenden Zahnes 10 positioniert ist, der
Schleifscheibenhalter 21 in Y-Richtung verfahren, und zwar um
ungefähr den Abstand der beiden Schleifscheiben 12 und 13 von
einander.
Fig. 7 zeigt die Schleif- und Abtastsituation in der Stellung
gemäß der Fig. 2, 5 und 6. Zunächst wird das Abtasten des
Zahnes 10 in Bearbeitungsstellung beschrieben. Nachdem der Zahn
10 in seine Bearbeitungsstellung gebracht worden ist, wird die
zweite Schleifscheibe 13 durch Verfahren des Schleifscheiben
halters 21, das heißt durch Linearbewegungen 37 und 38 an die
Spanfläche 2 des Zahnes 10 herangefahren und in Rotation ver
setzt. Dabei wird der die gemeinsame Welle der ersten Schleif
scheibe 12 und der zweiten Schleifscheibe 13 antreibende, nicht
dargestellte Servomotor auf den niedrigst möglichen Drehmoment-
Wert eingestellt. Weiterhin wird der niedrigstmögliche Dreh
zahl-Wert der Schleifscheibe 13 eingestellt. Beide Werte werden
durch die Regelung des Servomotors genau überwacht und einge
halten. Nun wird die linke Flachseite 15 am Rand der Schleif
scheibe 13 in X-Richtung, das heißt in Richtung der Schleif
scheibenachse 17 in Abstand zu der aufgrund der Abtastung mit
dem Tast- und Transportfinger 20 etwa bekannten Position der
Spanfläche 2 positioniert und kontinuierlich an die Spanfläche
2 herangefahren beziehungsweise der Spanfläche 2 zugestellt,
bis die Schleifscheibe 13 mit der Spanfläche 2 in Kontakt ge
langt. Durch den Kontakt wird das Drehmoment der Schleifscheibe
13 schlagartig erhöht. Die Erhöhung wird durch die Regelung des
Servomotors detektiert, woraufhin der Servomotor sofort abge
schaltet wird. Aufgrund der geringen Drehzahl der Schleif
scheibe 13 gelingt dies in kurzer Zeit ohne nennenswertes
Abschleifen von Material. Weiterhin werden die momentanen
Positionswerte der Schleifscheibe 13 aufgenommen und in einem
Datenspeicher abgelegt. Dieser Abtastvorgang wird zumindest
einmal in unterschiedlicher Y-Position der Schleifscheibe 13
wiederholt, so daß daraus und aus der bekannten Schwenkstellung
des Kreissägeblatts 11 um die Schwenkachse 31 der Spanwinkel 6
ermittelt wird. Nun wird durch einen weiteren Abtastvorgang die
Tiefe des Zahngrundes 8 ermittelt, um beim späteren Schleifen
der Spanfläche 2 einen ausreichenden Abstand zum Zahngrund
einhalten zu können. Weiterhin kann durch solche Abtastvorgänge
eine Neigung der Spanfläche gegen die Z-Achse festgestellt
werden, sowie die Erstreckung der Spanfläche in Y-Richtung
und/oder gegebenenfalls weitere geometrische Werte der
Spanfläche 2.
Auf analoge Weise kann, wie in Fig. 8 dargestellt, die Freiflä
che 1 des Zahnes 10 abgetastet werden, jedoch nicht mit der
zweiten Schleifscheibe 13, sondern mit der ersten Schleif
scheibe 12, wobei die Umfangsfläche 14 in Kontakt mit dem Zahn
10 gebracht wird. Dadurch lassen sich die Lage der Schneidkante
9, der Freiflächenwinkel 7, der Schleifweg am Umfang des Kreis
sägeblatts 11, die Schnittbreite beziehungsweise -dicke in Z-
Richtung des Zahnes und/oder gegebenenfalls weitere geometri
sche Werte des Zahnes, wie beispielsweise Position und Ausrich
tung von Abfasungen der Freifläche 1 ermitteln. Es ist in
anderer Ausgestaltung des Verfahrens aber auch möglich, die
Spanfläche mit der zweiten Schleifscheibe 13 abzutasten.
In Fig. 7 und Fig. 8 ist eine in Y-Richtung verlaufende
Schwenkachse 44 dargestellt, um die der Schleifscheibenhalter
21 verschwenkbar ist, so daß mit der zweiten Schleifscheibe 13
Spanflächen von Zähnen mit unterschiedlichem Achswinkel
schleifbar sind und mit der ersten Schleifscheibe 12
Spanteilerrillen bzw. -nuten in die Freiflächen der Zähne
einschleifbar bzw. nachschleifbar sind. Für die
Spanteilerrillen kann aber auch eine zusätzliche Schleifscheibe
verwendet werden.
Bei einer anderen, nicht gezeigten Ausgestaltung liegt die
Schwenkachse 44, in der Darstellung der Fig. 7 nach rechts
versetzt, ungefähr an der in Fig. 7 gezeigten X-Position der
Flachseite 15 der zweiten Schleifscheibe 13 und kreuzt damit
etwa die Schwenkachse 31. Die zweite Schleifscheibe 13 ist
somit aus der in Fig. 7 gezeigten Stellung heraus derart um die
Schwenkachse 44 schwenkbar, daß, im wesentlichen ohne Verfahren
des Schleifscheibenträgers 21, mit der zweiten Schleifscheibe
13 Spanflächen von Zähnen mit unterschiedlichem Achswinkel
schleifbar sind.
Die erste Schleifscheibe 12 und die zweite Schleifscheibe 13
werden in regelmäßigen Abständen, insbesondere vor dem Abtasten
eines zu bearbeitenden Zahnes 10 einem Referenzzahn 3 aus Dia
mantwerkstoff zugestellt. Dabei wird der Referenzzahn 3 ent
sprechend wie ein zu bearbeitender Zahn 10 an zumindest einer
Stelle von der jeweiligen Schleifscheibe 12, 13 abgetastet und
daraus der Abnutzungsgrad der Schleifscheibe 12, 13 bestimmt.
Aufgrund des Diamantwerkstoffs findet an dem Referenzzahn 3
keine, oder nur eine äußerst geringfügige Abnutzung statt, so
daß der Referenzzahn 3 über lange Zeiträume hinweg als Referen
zelement dienen kann. Außer dem Abnutzungsgrad können mittels
des Referenzzahnes auch Grundwerte der Positionssteuerung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt werden, falls diese
Grundwerte beispielsweise aufgrund eines Datenverlusts in dem
Datenspeicher der Computersteuerung verloren gegangen sind.
Nachdem nun alle erforderlichen geometrischen Werte eines
Zahnes in Bearbeitungsstellung ermittelt worden sind, wird der
eigentliche Bearbeitungsvorgang, das heißt hier der Schleifvor
gang durchgeführt. Bei entsprechender Programmierung der vor
zugsweise computergesteuerten Vorrichtung werden aufeinander
folgend mehrere Bearbeitungsgänge mit unterschiedlichen Bear
beitungsparameters wie Drehzahl, Drehmoment und Vorschubge
schwindigkeit, mit einem oder mehreren Bearbeitungswerkzeugen,
wie Schleifscheibe und/oder Schleifspindel zum Erzeugen eines
Hohlschliffs an der Spanfläche, durchgeführt. Anschließend,
oder jeweils nach einem Bearbeitungsgang an einem Zahn werden
weitere zu bearbeitende Zähne desselben Kreissägeblatts 11 be
arbeitet, wobei die verschiedenen Zähne unterschiedliche Geome
trien aufweisen können. Die Anzahl der unterschiedlichen Zahn
geometrien ist aufgrund der automatischen Erfassung der Zahn
geometrie und aufgrund einer geeigneten Speicherkapazität der
Computersteuerung der Vorrichtung grundsätzlich unbegrenzt.
Auch können so Kreissägeblätter unterschiedlichster Art nach
einander auf der Vorrichtung bearbeitet werden. Jedoch kann Be
arbeitungszeit gespart werden, indem der Computersteuerung An
gaben über die Geometrie der Zähne eines oder mehrerer zu bear
beitender Kreissägeblätter, sowie Angaben über die sonstige
Geometrie der Kreissägeblätter in den Datenspeicher eingegeben
werden. In diesem Fall kann die Anzahl der Abtastvorgänge er
heblich reduziert werden.
Zur Eingabe von Bearbeitungsdaten ist die Computersteuerung mit
einer Eingabetastatur und einem Bildschirm beziehungsweise ei
ner graphischen Anzeigeeinheit verbunden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße
Verfahren führen außer zur Reduzierung des manuellen Arbeits
aufwandes zu einer Reihe weiterer Vorteile. Beispielsweise kann
festgestellt werden, ob einzelne Zähne besonders stark abge
nutzt sind oder gar fehlen, woraufhin die automatische Steue
rung dem Bediener Vorschläge für eine Sonderbearbeitung solcher
Zähne unterbreiten oder eine solche Sonderbearbeitung
selbständig durchführen kann. Unter Sonderbearbeitung wird bei
spielsweise auch die Umarbeitung der Geometrie und/oder Folge
aller Zähne verstanden, insbesondere die Umarbeitung eines
Kreissägeblatts mit lauter gleichartigen Zähnen in ein Kreissä
geblatt mit Vor- und Nachschneidezähnen. Ein weiterer Vorteil
der Erfindung ist, daß beispielsweise große Zahndicken, das
heißt Erstreckungen von Zähnen in Z- oder Umfangsrichtung er
kannt werden können und solche Zähne automatisch in besonderer
Weise bearbeitet werden können. Es kann beispielsweise ein os
zillierendes Bearbeiten stattfinden, das heißt ein Oszillieren
des Bearbeitungswerkzeuges in Z- oder Umfangsrichtung, um uner
wünschte Formgebungen, wie unerwünschte Krümmungen, zu vermei
den. Weiterhin kann Kühlmittel beim Oszillieren besser in den
Schleifbereich gelangen, wodurch eine Überhitzung des Bearbei
tungswerkzeuges und/oder des zu bearbeitenden Zahnes verhindert
wird.
Durch bekannte Zuführungs- und Entnahmeeinrichtungen können zu
bearbeitende Kreissägeblätter automatisch der Aufspanneinrich
tung 19 zugeführt beziehungsweise von dieser abgenommen werden.
Es ist somit beispielsweise möglich, lediglich einen oder
mehrere Stapel zu bearbeitender Sägeblätter bereitzustellen,
die Vorrichtung zu starten und am Ende der Bearbeitung aller
Sägeblätter einen bzw. mehrere Stapel fertig bearbeiteter
Sägeblätter zu entnehmen.
Um Kreissägeblätter mit unterschiedlich großen Aufspannöff
nungen in der Mitte der Sägeblätter automatisch bearbeiten zu
können, ohne die Aufspanneinrichtung 19 der Vorrichtung zum ma
schinellen Bearbeiten der Kreissägeblätter verändern zu müssen,
wird im folgenden ein Adapter 40 beschrieben, der beispiels
weise vor dem Bearbeiten eines Stapels von unterschiedlichen
Kreissägeblättern jeweils in die Aufspannöffnungen der Kreissä
geblätter eingesetzt wird, deren Öffnungsdurchmesser größer ist
als der Außendurchmesser der Aufspanneinrichtung 19. Fig. 9
zeigt den Adapter 40 in einem ersten Fertigungsschritt. In die
sem Fertigungsschritt werden mit Hilfe eines Laser-Schneidgerä
tes aus einer Stahlplatte oder einem anderen geeigneten Werk
stoff die in Fig. 9 gezeigten Konturen geschnitten, so daß ein
ringförmiger Rohadapter mit kreisförmigem Innenausschnitt, ei
ner zahnradartigen Außenkontur, jedoch mit asymmetrischen Nu
ten, und mit sich jeweils entlang einer Nut und einem benach
barten Vorsprung schräg etwa in Umfangsrichtung leicht nach au
ßen erstreckenden Schlitzen 42 ergibt. Die Schlitze 42 sind
nach diesem ersten Fertigungsschritt noch ringsherum geschlos
sen berandet.
In einem zweiten Fertigungsschritt wird durch Abdrehen von Ma
terial am Außenumfang des Adapters 40, das heißt ausschließlich
an den Zähnen, ein Zwischenprodukt mit in Z-Richtung abgestuf
tem Außendurchmesser erzeugt. An seiner Unterseite weist dieses
Zwischenprodukt einen Außendurchmesser DV auf, der erheblich
größer ist als der Innendurchmesser der Aufspannöffnung eines
Kreissägeblatts, in die der Adapter 40 eingesetzt werden soll.
Im mittleren und oberen Bereich, an einer umlaufenden durch die
Nuten am Außenumfang unterbrochenen Haltefläche 45 zum Halten
eines Kreissägeblatts an dem Adapter 40, weist das Zwischen
produkt einen Außendurchmesser DK auf, der geringfügig größer
ist als der jeweilige Kreissägeblatt-Bohrungsdurchmesser, der
der Innendurchmesser der genannten Aufspannöffnung ist. Der auf
diese Weise gebildete umlaufende, durch die Nuten unterbrochene
Vorsprung 41 am unteren Außenumfang bildet einen Anschlagbund,
der die Haltefläche 45 berandet. Ganz oben vergrößert sich der
Außendurchmesser wieder geringfügig über den Wert DK, so daß
eine Haltenase 43 gebildet ist, die ein Abrutschen des Adapters
40 aus der Aufspannöffnung eines Kreissägeblattes verhindert.
Der Aufspanneinrichtungsdurchmesser DA der kreisförmigen
Öffnung im Inneren des Adapters 40 entspricht wie im ersten
Fertigungsschritt dem Außendurchmesser der Aufspanneinrichtung
19, so daß sich ein Sitz mit geringem Spiel ergibt, wenn der
Adapter 40 auf die Aufspanneinrichtung 19 aufgesetzt wird.
In einem dritten Fertigungsschritt, dessen Endergebnis nicht
dargestellt ist, wird der Adapter 40 fertiggestellt, indem die
Spannschlitze 42 jeweils an ihrem leicht nach außen weisenden
Ende verlängert werden, bis ein Durchbruch jeweils zu einer der
Nuten am Außenumfang des Adapters 40 entsteht. Das Resultat ist
ein an den Zähnen des Adapters 40 federelastisch eindrückbarer
Körper, so daß der Adapter 40 unter Fingerdruck in eine ent
sprechende Aufspannöffnung eines Kreissägeblatts einsetzbar
ist, wobei der Widerstand der Haltenase 43 überwunden wird.
Dadurch daß der Außendurchmesse DK an der Haltefläche 45 in
entspanntem Zustand des Adapters 40 geringfügig größer als der
Innendurchmesser der Aufspannöffnung ist und folglich der
Adapter 40 durch ein Einsetzen in die Ausspannöffnung an der
Haltefläche 45 zusammengedrückt wird, entsteht eine
kraftschlüssige Halteverbindung. Die zuvor beschriebene Ab
stufung des Außendurchmessers des Adapters 40 an dem Vorsprung
41 verhindert, daß der Adapter 40 unabsichtlich durch die
Aufspannöffnung hindurchgeschoben wird. Weiterhin verhindert
die Abstufung, daß der Adapter sich unbeabsichtigt während des
Aufspannvorgangs, des Bearbeitungsvorgangs und/oder des
Entnahmevorgangs von dem Kreissägeblatt löst. Aufgrund der
Fertigung des Adapters 40 aus Stahl oder ähnlichem
dauerelastischem Werkstoff kann der Adapter 40 über eine
praktisch unbegrenzte Zahl von Zyklen zur Anpassung eines
großen Aufspannöffnungsdurchmessers eines Sägeblatts eingesetzt
werden.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Adapters ist der
Außendurchmesser DK an der Haltefläche nicht oder nur
unwesentlich größer als der Innendurchmesser der entsprechenden
Aufspannöffnung eines Kreissägeblatts, so daß keine
kraftschlüssige Halteverbindung zu diesem entsteht, sondern
lediglich eine Reduktion eines übergroßen Spiels zwischen
Kreissägeblatt und Aufspannvorrichtung auf ein geringfügiges
Spiel bzw. kein Spiel an der Haltefläche.
Der zuvor beschriebene Adapter 40 wird unabhängig von Merkmalen
der zuvor beschriebenen Vorrichtung als erfindungswesentlich
beansprucht. Dabei werden auch andere als die Ausführungsform
des Adapters 40, insbesondere Ausführungsformen mit
Unterkombinationen der genannten Merkmale beansprucht. Der
Adapter ist besonders in Verbindung mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar.
Weitere Vorteile des Adapters liegen darin, daß durch seinen
Einsatz Kreissägeblätter mit unterschiedlicher Größe von
Aufspannöffnungen in derselben, vorzugsweise automatisch
arbeitenden, Bearbeitungsmaschine ohne Anpassung der Maschine
selbst bearbeitet werden können und daß dadurch der manuelle
Bearbeitungsaufwand gering gehalten werden kann.
1
Freifläche
2
Spanfläche
3
Referenzzahn
4
Radiallinie
5
Zahntasche
6
Spanwinkel
7
Freiflächenwinkel
8
Zahngrund
9
Schneidkante
10
Zahn
11
Kreissägeblatt
12
erste Schleifscheibe
13
zweite Schleifscheibe
14
Umfangsfläche
15
Flachseite
16
Klemmbacke
17
Schleifscheibenachse
18
Schwenkarm
19
Aufspanneinrichtung
20
Tast- und Transportfinger
21
Schleifscheibenhalter
22
Schwenkarm
23
Linearantrieb
24
Linearbewegung
25
Schwenkbewegung
26
Verbindung
27
Kurvenlineal
28
Finger-Bewegungskurve
29
Linearbewegung
30
Schlitten
31
Schwenkachse
32
Kolben-Zylinder-Einheit
33
Schwenkbewegung um
31
34
Schwenkachse
35
Schwenkbewegung um
34
36
Linearbewegung
37
Bewegung in X-Richtung
38
Bewegung in Y-Richtung
39
Kulissenstein
40
Adapter
41
Vorsprung
42
Spannschlitz
43
Haltenase
44
Schwenkachse
45
Haltefläche
DA
DA
Aufspanneinrichtungsdurchmesser
DK
DK
Außendurchmesser an Haltefläche
DV
DV
Außendurchmesser am Vorsprung
Claims (31)
1. Verfahren zum maschinellen Bearbeiten, insbesondere zum
Schleifen, Schruppen, Schlichten und/oder Feinschlichten,
der Frei-, Span- und/oder Brustfläche von Zähnen (10) eines
Sägewerkzeuges (11), insbesondere eines Kreissägeblatts
oder einer Bandsäge, mittels zumindest eines Bearbeitungs
werkzeuges (12, 13), insbesondere mittels einer rotierenden
Schleifscheibe,
gekennzeichnet durch
folgende automatische Arbeitsschritte:
- a) Erkennung der Zahnteilung,
- b) Positionierung des Sägewerkzeuges (11) so, daß ein er ster Zahn sich in Bearbeitungsstellung befindet,
- c) Abtastung der zu bearbeitenden Zahnfläche mittels des Bearbeitungswerkzeuges (12, 13) zur Bestimmung der Zahnart, wie Vor- oder Nachschneidezahn oder dergleichen, und/oder der Zahnabmessungen, wie Zahnhöhe, Spanwinkel, Freiflächenwinkel, Brustflächenwinkel oder dergleichen,
- d) Bearbeitung der abgetasteten Zahnfläche nach vorgegebe nen und/oder ermittelten Werten, und
- e) fortgesetzte Positionierung, ggf. Abtastung und Bearbeitung der jeweils folgenden Zähne gemäß den Schritten b) bis d), bis sämtliche zu bearbeitenden Zähne (10) in vorgegebener Weise bearbeitet sind.
2. Verfahren nach Anspruch l,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zu bearbeitenden Flächen eines jeden zu bearbeitenden
Zahnes des Sägewerkzeuges automatisch nacheinander und/oder
gleichzeitig mit einer Mehrzahl von Bearbeitungswerkzeugen
(12, 13) bearbeitet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei Bearbeitung von Frei- und Span- sowie gegebenenfalls
Brustflächen zumindest zwei rotierend angetriebene
Bearbeitungswerkzeuge (12, 13), insbesondere zumindest eine
Schleifscheibe (12, 13) und/oder zumindest eine
Schleifspindel zum Einsatz gebracht werden, und zwar
zumindest ein erstes Bearbeitungswerkzeug (12) für die
Bearbeitung der Freiflächen eines jeden Zahnes (10) und ein
zweites Bearbeitungswerkzeug (13) für die Bearbeitung der
Span- und/oder Brustflächen der Zähne.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine erste Schleifscheibe (12) mit ihrer äußeren
Umfangsfläche (14) an die Freiflächen eines jeden Zahnes
zur Abtastung und Bearbeitung derselben herangefahren wird,
während eine zweite Schleifscheibe (13) mit einer rand
seitigen Flachseite (15) an die Span- und/oder Brustfläche
eines jeden Zahnes zur Abtastung und Bearbeitung derselben
heranbewegt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung des Span- und/oder Brustwinkels eines
abzutastenden Zahnes (10) dessen Span- und/oder Brustfläche
zweimal abgetastet wird, und zwar je einmal an
verschiedenen Stellen, und daß aus den Abtastergebnissen
unter Berücksichtigung der Position und/oder Ausrichtung
des Bearbeitungswerkzeuges und des Zahnes relativ
zueinander das Ergebnis festgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Feststellung des Freiflächenwinkels (7) eines jeden
Zahnes (10) dessen Freifläche zweimal abgetastet wird, und
zwar an zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten
Stellen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Sägewerkzeug (11) in Abtast- und Bearbeitungsstellung
jeweils in Position gehalten, insbesondere durch wenigstens
eine Klemmbacke (16), vorzugsweise durch zwei Klemmbacken
(16) an einander gegenüberliegenden Seiten des
Sägewerkzeuges, fixiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Sägewerkzeug (11) während der fortgesetzten
Positionierung, Abtastung und Bearbeitung der jeweils
aufeinander folgenden Zähne (10) ununterbrochen von einer
Haltevorrichtung (19) gehalten wird, mittels der es jeweils
in die Bearbeitungsstellung des jeweils zu bearbeitenden
Zahnes gebracht wird oder mittels der es unbeweglich
festgehalten wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das
Sägewerkzeug (11) mittels eines rotierenden
Bearbeitungswerkzeuges (12, 13), insbesondere einer
Schleifscheibe, bearbeitet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bearbeitungswerkzeug (12, 13) während der Bearbeitung
in Richtung quer zur Rotationsachse (17) oszilliert.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bearbeitungswerkzeug (12, 13) einem Referenzelement
(3), insbesondere einem Referenzzahn, aus Diamantwerkstoff
zustellbar ist, zur Bestimmung und Speicherung der die
Bearbeitung bestimmenden Dimensionen des
Bearbeitungswerkzeuges (12, 13), insbesondere der Er
streckung desselben.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Bearbeitungswerkzeug (12, 13), insbesondere das den
Zahnfreiflächen zugeordnete Bearbeitungswerkzeug (12),
derart dem Zahn zustellbar ist, daß vorbestimmte
Zahngeometrien, insbesondere Zahnformen, wie Trapezzahn,
Wechselzahn, Flachzahn, Spitzzahn, Hohlzahn oder
dergleichen, oder Spanteilernuten geschliffen werden
können.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die zu bearbeitenden Flächen eines jeden zu bearbeitenden
Zahnes (10) des Sägewerkzeuges (11) ohne Wechsel des
Bearbeitungswerkzeuges (12, 13), mehreren
Bearbeitungsgängen unterworfen werden, wie Schruppen,
Schlichten und Feinschlichten, wobei zwischen den einzelnen
Bearbeitungsgängen die Bearbeitungsparameter des
Bearbeitungswerkzeuges, wie Rotationsgeschwindigkeit,
Drehmoment, Vorschub und/oder Zustellkraft, verändert
werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Bearbeiten der Zähne (10) der Vorschub des
Bearbeitungswerkzeuges (12, 13) abhängig von der an diesem
anliegenden Last, wie Reibungswiderstand bzw.
Bearbeitungsdrehmoment oder Erosionsstrom, derart
eingestellt wird, insbesondere sich selbsttätig einstellt,
daß mit zunehmender Last der Vorschub reduziert wird, bzw.
umgekehrt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
durch das Zahnfreiflächen-Bearbeitungswerkzeug sämtliche
die Geometrie des Zahnes definierenden Flächen und Fasen
mit Ausnahme der Span- und Brustfläche abtastbar und nach
Vergleich mit in einem Speicher abgelegten Sollwerten
bearbeitbar sind.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtastung der Zahngeometrie mit einem rotierenden
Bearbeitungswerkzeug erfolgt, wobei der Antrieb desselben
derart eingestellt ist, daß bei Kontakt des
Bearbeitungswerkzeuges mit der abzutastenden Zahnoberfläche
das Bearbeitungswerkzeug deaktiviert bzw. angehalten wird
und die Kontaktposition als Tastergebnis festgestellt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Antrieb des Bearbeitungswerkzeuges bei einer
vorbestimmten Last bzw. einem vorbestimmten Drehmoment
abgeschaltet wird und daß dann die Position des
Bearbeitungswerkzeuges als Tastergebnis festgehalten wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Abtastung eines Zahnes (10) die Schneidkante (9)
desselben sowie die Tiefe des Zahngrundes (8) abgetastet
wird, um einerseits auf diese Weise die Abnutzung am Umfang
des Zahnes (10) festzustellen und/oder andererseits bei der
Bearbeitung der Span- und/oder Brustfläche sicherzustellen,
daß das Bearbeitungswerkzeug einen vorbestimmten
Minimalabstand vom Zahngrund einhält.
18. Vorrichtung zum maschinellen Bearbeiten, insbesondere zum
Schleifen, Schruppen, Schlichten und/oder Feinschlichten,
der Frei-, Span- und/oder Brustfläche von Zähnen (10) eines
Sägewerkzeuges (11), insbesondere eines Kreissägeblatts
oder einer Bandsäge, mittels zumindest eines
Bearbeitungswerkzeuges (12, 13), insbesondere mittels einer
rotierenden Schleifscheibe,
gekennzeichnet durch
- a) eine auf einem Schwenkarm (18) angeordnete und längs desselben verfahrbare Sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung (19),
- b) einen über wenigstens drei Zähne (10) hinwegbewegbaren Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger (20),
- c) einen in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbaren Bearbeitungswerkzeughalter (21), mittels dem wenigstens ein Bearbeitungswerkzeug (12, 13) einer zu bearbeitenden Zahnfläche zum Zwecke der Abtastung und anschließenden Bearbeitung derselben zustellbar ist, wobei
- d) der Antrieb des Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfingers (20), der Antrieb des Bearbeitungswerkzeughalters (21) und gegebenenfalls auch ein Antrieb des der Sägewerkzeug- Aufspanneinrichtung (19) zugeordneten Schwenkarms (18) mit einem Datenspeicher gekoppelt sind, so daß die Tast- und Positionssignale der vorgenannten Elemente mit vorgegebenen gespeicherten Werten vergleichbar sind, um daraus die Bearbeitungsposition und Bearbeitungswege des Bearbeitungswerkzeuges (12, 13) mittels eines zugeordneten Rechners zu bestimmen.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Sägewerkzeug (11) mittels der Aufspanneinrichtung (19)
in eine Position bringbar ist, in der die Spitze des
jeweils zu bearbeitenden Zahnes (10) auf der Schwenkachse
(31) des die Aufspanneinrichtung (19) tragenden
Schwenkarmes liegt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger (20)
mit einem Linearantrieb (23) zur Erzeugung einer
Linearbewegung, zum Abtasten der Zahnteilung und zum
Transportieren der Zähne, verbunden ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, zum Bearbeiten der Zähne
eines Kreissägeblatts,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Linearantrieb (23) auf einem Schwenkarm (22)
positioniert ist, wobei die Linearbewegung (24) des Fingers
(20) so von einer Schwenkbewegung (25) des Schwenkarms (22)
überlagert ist, daß der Finger (20) längs eines
vorbestimmten, wenigstens drei Zähne (10) umfassenden Um
fangsabschnitts des Sägeblatts (11) zur Abtastung der
Zahnteilung bewegbar ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger (20)
bzw. dessen Verbindung (26) mit dem Linearantrieb (23) mit
einem Kurvenlineal (27) gekoppelt ist, das die Überlagerung
(28) der Linearbewegung (24) und der Schwenkbewegung (25)
definiert.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger (20)
bzw. dessen Halte- und/oder Betätigungseinrichtungen,
insbesondere der Schwenkarm (22) und der Linearantrieb
(23), schwenkstarr mit dem die Sägewerkzeug-
Aufspanneinrichtung (19) tragenden Schwenkarm (18)
verbunden sind und mit diesem um dessen Schwenkachse (31)
verschwenkbar sind.
24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die sägewerkzeug-Aufspanneinrichtung (19) auf einem längs
des Schwenkarms (18) hin- und herbewegbaren (Doppelpfeil
29) Schlitten (30) angeordnet ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwenkarm (18), auf dem die Sägewerkzeug-
Aufspanneinrichtung (19) angeordnet ist, mittels einer
Kolben-Zylinder-Einheit (32) um die Schwenkachse (31) des
Schwenkarmes verschwenkbar ist (Doppelpfeil 33).
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 25,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Zahnteilungstast- und Sägewerkzeugtransportfinger (20)
um eine sich etwa parallel zur Sägewerkzeug-Schnittebene
sowie sich etwa senkrecht zur Richtung seiner
Transportbewegung erstreckenden Achse verschwenkbar
gelagert und insbesondere hydraulisch, mechanisch oder
elektromechanisch in Zahneingriffsstellung vorgespannt ist.
27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 26,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Klemmeinrichtung mit Klemmbacken (16) vorgesehen ist,
um das Sägewerkzeug zum Zwecke der Abtastung und
Bearbeitung seiner Zähne (10) zwischen den Klemmbacken (16)
in Position zu halten und/oder um das Sägewerkzeug während
eines Verfahrens desselben zum Zweck der Ermittlung der
Zahnteilung zu führen und/oder zu bremsen.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 27,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Spanfläche eines sich jeweils in Bearbeitungsposition
befindlichen Zahnes (10) ein Werkzeug zur Ausbildung oder
Bearbeitung einer Hohlfläche zustellbar ist.
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 28,
dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest einer der Antriebe der Vorrichtung, vorzugsweise
sämtliche Antriebe, insbesondere die den
Bearbeitungswerkzeugen zugeordneten Antriebe, Servomotoren
sind, deren Drehzahl und Drehmoment steuerbar sind.
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 29,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein Spanteilerrillenwerkzeug zur Erzeugung und/oder
Nacharbeitung von Spanteilerrillen an den Freiflächen der
Zähne (10) vorgesehen ist, das über eine mit einem anderen
rotierend angetriebenen Bearbeitungswerkzeug gemeinsame
Welle angetrieben wird, wobei die Welle derart um die y-
Achse verschwenkbar ist, daß bei in z-Richtung
ausgerichteter Welle das Spanteilerrillenwerkzeug und bei
in x-Richtung ausgerichteter Welle das andere
Bearbeitungswerkzeug in Arbeitsstellung ist.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 30,
dadurch gekennzeichnet, daß
als das zumindest eine Bearbeitungswerkzeug ein
Elektroerodierwerkzeug zur elektroerosiven Bearbeitung der
Zähne (10) vorgesehen ist, wobei zur Abtastung der zu
bearbeitenden Zahnfläche eine Detektiereinrichtung zum
Detektieren eines Funkenüberschlages bzw. eines
Erosionsstromes vorgegebener Stärke zwischen der Zahnfläche
und dem Elektroerodierwerkzeug vorgesehen ist.
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