DE20108796U1

DE20108796U1 - Vorrichtung zum Schärfen von Sägezahnkonturen an HSS-, Vollhartmetall- und hartmetallbestückten Kreissägeblättern

Info

Publication number: DE20108796U1
Application number: DE20108796U
Authority: DE
Original assignee: RECORD MASCHB GmbH
Current assignee: RECORD MASCHB GmbH
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-01-10
Anticipated expiration: 2011-05-19

Description

Vorrichtung zum Schärfen von Sägezahnkonturen an HSS- ,Vollhartmetall- und ■hartmetällbestückten Kreissägeblättern.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, unterschiedlichster Zahnformen und Typen von Kreissägeblättern, insbesondere mit einer Schärfmaschine, so zu bearbeiten, dass die spezifischen Eigenheiten der verschiedenen Kreissägeblatttypen erkannt und während des Schärfprozesses maschinentechnisch berücksichtigt werden. . ·.■■·■■

Grundsätzlich sind zwei Sägeblatttypen am Markt etabliert.

Das sind zum Ersten HSS - und Vollhartmetallkreissägen, die sich dadurch charakterisieren, dass der Sägenkörper aus einem homogenen Material besteht und am radialen Außenumfang unterschiedlichste Sägezahnkonturen eingearbeitet sind.

Diese Zahnkonturen haben die charakteristische Eigenschaft, dass sich der Abstand von Zahnspitze zu Zahnspitze, der auch als Teilung bezeichnet wird, absolut konstant oder in einer definierten Reihenfolge als konstant verhält.

Zum Zweiten gibt es hartmetallbestückte Kreissägeblätter, bei denen auf einem Gründkörper am■ Außenumfang Hartmetallzähne aufgelötet sind. Damit entsteht ein preiswertes Verbundwerkzeug, das aber Leistungsparameter von teueren Vollhartmetallsägen erreicht.

Das Fertigungsverfahren, vorallem aber die Instandhaltung solcher Verbundsägen bewirkt, dass die Zahnteilung sehr unterschiedlich sein kann, besonders dann, wenn ausgebrochene Hartmetallzähne durch neue Zähne ersetzt wurden.

Diese beiden beschriebenen Sägeblatttypen erfordern zur Zeit unterschiedliche Maschinenkonzepte für das Nachschärfen oder Neuverzahnen.

Bei HSS - und Vollhartmetallkreissägen wird das Sägeblatt fest auf eine rotierende Drehachse gespannt. Eine Linearbewegung der Schleifscheibe in Verbindung mit der Drehbewegung des Sägeblattes erzeugt die gewünschte Sägezahnkontur am Sägeblattumfang. Dabei ist es unerheblich, ob diese Maschinen getriebe - oder CNC - gesteuert sind. Das so geschliffene Sägeblatt ist korrekt in seiner Zahnteilung oder seiner Zahnteilungfolge.

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Bei hartmetallbestückten Kreissägeblättern wird dieses während des Schleifprozesses fliegend auf einer starren Achse aufgenommen und mittels eines Teilfingers, der in die Zahnlücke am Umfang des Kreissägeblattes eingreift und dessen Endlage fixiert ist, jeweils um einen Zahn weitergedreht. Damit wird ein zu schleifender Zahn in Schleifposition gebracht.

Unerheblich dabei ist, ob der Weg des Teilfingers mit mechanischen Mitteln oder mittels CNC - Achsen erzeugt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, insbesondere auf einer Maschine, HSS- ,Vollhartmetall- und hartmetallbestückte Kreissägen zu schleifen und dabei die bekannten technischen Wesensmerkmale der unterschiedlichen Sägeblatttypen derart zu berücksichtigen, daß präzise geschliffene Sägeblattkonturen erzeugt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer Schleifmaschine, die mit mindestens einer Linearachse und einer Drehachse mit Winkelmeßsystem ausgerüstet ist, ein Meßsystem positionierbar zur Sägeblattmitte angeordnet ist, das in der Lage ist, die Randkontur des Sägeblattes von einer Fixposition aus zu erfassen und die unterschiedlichen Teilungsabstände während einer Umdrehung des Sägeblattes zu registrieren und diese an eine Steuerung weiterzuleiten.

Die Steuerung nimmt eine Auswertung der registrierten Daten vor und hält diese in der erfassten Reihenfolge für den weiteren Funktionsablauf bereit. Die Sägeblätter werden in jedem Fall auf einer angetriebenen Sägeblattaufnahme fest aufgespannt und während der gesamten Bearbeitung so fixiert.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, mit einer Maschine und einer darauf angeordneten Schleifeinheit die Zahnform von HSS - und Vollhartmetallkreissägen sowie deren seitliche Anfasungen nach DIN 1840 zu bearbeiten. Ebenso kann der Zahnrücken

sowie die Zahnbrust von hartmetallbestückten Kreissägen nach Wechsel der Schleifscheibe bearbeitet werden.

Die bevorzugte Anordnung einer zweiten separaten Schleifeinheit auf einer gemeinsamen Linearachse ermöglicht die Komplettbearbeitung von hartmetallbestückten Kreissägeblättern in einer Aufspannung.

Die Anordnung des erfindungsgemäßen Meßsystems, das vorschlagsweise aus einer Gabellichtschranke und einem Kontaktsensor besteht und die steuerungsseitige Auswertung der Meßdaten ermöglicht die Erkennung von Zahnausbrüchen, die Entscheidung, den defekten Zahn beim Schleifen auszulassen, sowie die automatische Erfassung von Zähnezahl Sägeblattdurchmesser sowie von Span - und Freiwinkel am Sägezahn.

Der vorgeschlagene Einsatz einer CCD Kamera zur Zahnformerkennung verringert weiter den nötigen Bedienaufwand zur Eingabe von Zahnformdaten.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazu gehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig.1 Vorderansicht der Vorrichtung zum Schärfen von Sägezahnkonturen an HSS - , Vollhartmetall - und hartmetallbestückten Kreissägeblättern.

Fig.2 Seitenansicht der Fig.1 und Anordnung und Aufbau des Meßsystems.

Fig.3 Aufspannvorschrift von HSS - ,Vollhartmetall - und hartmetallbestückten Kreissägeblättern auf die Sägeblattspindel und die Berechnungsvorschrift für das Positionieren der Schleifscheiben.
Die in Fig.1 dargestellte Maschine besteht aus einem Maschinengrundkörper 1 mit zwei rechtwinklig zueinander stehenden Linearachsen 2 und 3 wobei die ünearachse 3 mit einer zusätzlichen Drehachse 4 mit Winkelmeßsystem versehen ist, auf die das Sägeblatt 5 fest aufgespannt ist.

Die Linearachse 2 trägt zwei voneinander unabhängig ansteuerbare Führungsschlitten 6 und 7. .

In Fig.2 ist erkennbar, dass auf.dem Führungsschlitten 7 eine weitere Linearachse 10 eingeordnet ist, die einen angetriebenen Schleifkörper, 8.trägL . .

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Desweiteren ist an der Linearachse 10 ein Meßsystem 11 befestigt, das stationär oder beweglich gestaltet ist und aus einer Gabellichtschranke 13 und einem Abstandssensor 12

besteht.

Vor dem Meßvorgang positioniert der Führungsschlitten 7 das Meßsystem 11 achsmittig . zum Sägeblatt 5 und die senkrechte Linearachse 3 bewegt· dieses in den Meßbereich der Gabellichtschranke13 und zwar soweit bis der Abstandssensor 12 ein Signal abgibt, das von der Steuervorrichtung 16 als Sägeblattdurchmesser erkannt wird.

Die Positionierung der Gabellichtschranke 13 bezüglich ihres Meßpunktes am Sägeblattzahn 14 wird steuerungstechnisch durch Eingabewerte vorgegeben und durch die Positionierung der Linearachse 3 realisiert.

Es ist vorteilhaft, während des Aufspannvorganges des Sägeblattes 5 auf die Drehachse 4 den Sägezahn 14 so zu positionieren, dass die Zahnspitze mittig zur Drehachse 4 steht.

Dies wird mittels der am Maschinengrundkörper 1 fixierten Justiereinrichtung 15 erleichtert, die beispielsweise einen Lichtpunkt aussendet.

Während des Justiervorganges am ersten Zahn 14 wird am vorpositionierten Zahn 14 durch Rechts - oder Linksdrehung der Drehachse 4 der Meßpunkt gefunden.

Nach dem Verfahren der Linearachse 3 um einen definierten Betrag und'emeutem Verdrehen der Drehachse 4 bis zur Wiederanlage des Meßpunktes am Sägezahn 14 lassen sich die Spanwinkel 21 und 22 berechnen und als Eingabewert in der Steuervorrichtung 16 verarbeiten. . . . · ' '

Nach Ende des Justiervorganges am ersten Sägezahn 14 beginnt der eigentliche Meßvorgang. Während einer Drehung des Sägeblattes 5 um exakt 360° werden die tatsächlichen Abstände der Zahnspitzen zueinander ermittelt, in der Steuervorrichtung abgespeichert, mittels Rechenprogramm ausgewertet und für die nachfolgende Bearbeitung in der erfaßten Reihenfolge der Maschinensteuerung zur Verfügung gestellt.

Durch diesen Meßvorgang werden Bedienfehler minimiert sowie die Voraussetzung für die exakte Berechnung der Stellung des Sägezahnes 14 zu den Schleifkörpern 8 und 9 geschaffen.

In Fig.3 sind die unterschiedlichen Sägeblatttypen dargestellt. Der HSS - und Vollhartmetallzahn 17 ist spiegelbildlich zu dem hartmetallbestücktem Zahn 18 angeordnet.

Damit können mit dem Schleifkörper 8 die Zahnformen eines HSS - und Vollhartmetallsägeblattes bearbeitet und in Verbindung-mit der Linearachse 10 die, seitlichen Anfasungen angebracht werden.

Bei einem hartmetalibestücktem Kreissägeblatt können mit dem Schleifkörper 8 der Zahnrücken sowie die seitlichen Anfasungen bearbeitet werden. Es ist technisch unzweifelhaft, dass für die Bearbeitung von HSS - Werkstoffen beispielsweise CBN - Schleifkörper und für die Bearbeitung von Hartmetall nur Diamantschleifkörper eingesetzt werden

Um einen ständigen Wechsel des Schleifkörpers 8 zu vermeiden, besonders aber, um eine Komplettbearbeitung eines hartmetallbestückten Sägeblattes zu ermöglichen, ist es sinnvoll einen zweiten Führungsschlitten 6 auf der Linearächse 2 anzuordnen, der einen angetriebenen Schleifkörper 9 trägt, dessen spezifische Randkontur für das Schleifen des Spanwinkels &ggr; 21 geeignet ist.

Wie Fig.3 zeigt, ist es aus technischer Sicht sinnvoll, Funktionsflächen des Sägezahnes 1.7- und 18 immer so zu bearbeiten, dass die Schleifkörper 8 und 9 dem geringsten Verschleiß unterliegen. Das ist dann erreicht, wenn der Schleifkörper 8 und 9 oder der Sägezahn 17 und 18 während des Schleifvorganges eine Linearbewegung ausführt.

Aus diesem Grund wird die Stellung des Schleifkörpers 8 und 9 mit den während des Meßvorganges erhaltenen Daten exakt berechnet Die Verschiebewege a oder b berechnen sich z.B. aus a = j &khgr; siny oder b = f (1 - cosy).
Die Position des Sägezahnes 14 wird somit automatisch gefunden.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

1 Maschinengrundkörper

2 waagerechte Linearachse

3 senkrechte Linearachse

4 Drehachse

5 Sägeblatt

6 Führungsschlitten, rechts

7 Führungsschlitten, links

8 Schleifkörper, links

9 Schleifkörper, rechts

10 Linearachse 11 Meßvorrichtung

12 Abstandssensor

13 Gabellichtschranke

14 Sägezahn

15 Justiereinrichtung 16 Steuervorrichtung

17 HSS - und Vollhartmetallzahn

18 Hartmetallbestückter Sägezahn

19 Zahnlücke

20 Sägeblattdurchmesser (d_s)

25 21 &ggr; 2 - Spanwinkel am hartmetallbestücktem Sägezahn

22 &ggr; 1 - Spannwinkel am HSS - Sägezahn

1. Vorrichtung zum Schärfen von Sägezahnkonturen an HSS - ,Vollhartmetall und hartmetallbestückten Kreissägeblättern insbesondere auf einer Maschine.

2.1 Aufgrund der Tatsache, dass hartmetallbestückte Kreissägeblätter keine konstanten Zahnteilungen aufweisen, gibt es bisher nur die Möglichkeit mittels Teilfinger eine konstante Schleifposition für den Zahn zu erreichen. Mit so einer Maschinensteuerung lassen sich aber die üblichen Zahnformen an HSS - und Vollhartmetallkreissägen nicht erzeugen.

2.2 Mit einem Meßsystem werden während einer Drehung des Sägeblattes um 360° alle Teilungen ausgemessen, gespeichert und während der Bearbeitung zur Positionierung des Sägezahnes genutzt. Dabei ist das Sägeblatt fest auf einer angetriebenen Spindel fixiert, die gleichzeitig beim Schleifen von HSS - Kreissägen in Verbindung mit einer Linearbewegung zur Erzeugung der Zahnformen Verwendung findet.

Claims

1. Vorrichtung zum Schärfen von Sägezahnkonturen an HSS- ,Vollhartmetall- und hartmetallbestückten Kreissägeblätter insbesondere auf einer Maschine, bestehend aus einem Maschinengrundkörper (1) mit zwei rechtwinklig zueinander stehende Linearachsen (2, 3) wobei die eine Linearachse (3) zweckmäßigerweise mit einer zusätzlichen Drehachse (4) mit Winkelmeßsystem ausgerüstet ist, auf der das Sägeblatt (5) fixiert aufspannbar ist und die zweite Linearachse (2) unabhängig voneinander ansteuerbare Führungsschlitten (6, 7) trägt wobei jeder Führungsschlitten mit einem angetriebenen Schleifkörper (8, 9) unterschiedlicher Kantenkontur versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem einen Führungsschlitten (7) rechtwinklig zu dessen Fahrtrichtung auf einer dritten Linearachse der Schleifkörper (8) und in einem festen Abstand zu diesem eine Meßvorrichtung (11) mit mindestens zwei Sensoren (12, 13) zur Erfassung der Randkontur eines Sägeblattes angeordnet sind und die Meßvorrichtung während des Meßvorganges genau mittig zum Sägeblatt positionierbar ist und ein intakter Zahn (14) desselben mittels Justiereinrichtung mit einer Zahnspitze (14) vorpositionierbar ist, so dass bei linearer Bewegung des Sägeblattes (5) zur Meßvorrichtung (11) hin der erste Signalgeber (12) anspricht und ein erstes Signal entsteht, das dem Sägeblattdurchmesser entspricht und das bei Drehung des Sägeblattes um 360° vom zweiten Signalgeber (13) Signale entstehen, die der tatsächlichen Teilung des Sägeblattes entsprechen und diese in einer Steuervorrichtung (16) abspeicherbar und für die nachfolgende Bearbeitung aller Zahlkonturen in der erfaßten Reihenfolge abrufbar sind und dass beim Meß- und Schleifvorgang die Span- und Freifläche des Sägezahnes des HSS- und Vollhartmetall Sägeblattes (17) spiegelbildlich zu der des HM-bestückten Sägeblattes (18) angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, dass alle Linearachsen (3, 6, 7, 10) und die Drehachse (4) mit Meßsystemen ausgestattete Positionierachsen sind, deren Positionen erfaßbar und berechenbar sind, so dass die Position von Zahnspitze (14) zur Schleifkörperkontur (8, 9) berechenbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 2 dadurch gekennzeichnet, dass Meßsystem (11) zweckmäßigerweise aus einer Kombination einer Gabellichtschranke (13) mit einem Abstandssensor (12) besteht, der für den Durchmesser des Sägeblattes (5) ein Signal abgibt und die Gabellichtschranke den tatsächlichen Abstand der Spanflächen aufeinanderfolgender Zähne signalisiert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass mit linearer Verschiebung des Sägeblattes (5) verbunden mit radialer Drehung desselben zwei Meßpunkte der Gabellichtschranke an der Zahnbrust ein und desselben Zahnes (18) erfaßbar sind aus denen der Spanwinkel γ oder der Freiwinkel α berechenbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Meßsystem zur Zahnformerkennung eine CCD Kamera ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die während des Meßvorganges gespeicherten Daten vergleichbar mit vorgewählten Toleranzgrenzen sind und die Steuereinrichtung (16) die Abweichungen auswertet und der Schleifvorgang gestartet oder ausgesetzt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Vorpositionieren eines intakten Sägezahnes (14) außerhalb der eigentlichen Schleifmaschine (1) im Handlingsystem erfolgt oder daß es mit einem zur Mitte des Sägeblattes justierten Lichtstrahles (15) in der Maschine (1) manuell möglich ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Meßumlauf des Sägeblattes (5) die Drehachse (4) am ersten Sägezahn anhält und diese das Sägeblatt (5) vor dem Schleifen der Zahnbrust mit dem Spanwinkel γ um diesen Winkel γ verdreht und die Führungsschlitten (6, 7) um den errechenbaren Wert a = ^dsx sinγ von der Sägeblattmitte aus positioniert sind und das Sägeblatt (5) mit der Linearachse (3) um den errechneten Wert b = ^ds(1 - cosγ) verschoben ist, so dass damit die Zahnlücke (19) automatisch gefunden ist.