DE202005004287U1

DE202005004287U1 - Vorrichtung zum automatischen Positionieren von Stabmessern und Werkzeugmaschine mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE202005004287U1
Application number: DE200520004287
Authority: DE
Original assignee: Klingelnberg AG
Current assignee: Klingelnberg AG
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2005-03-15
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2015-03-16

Abstract

Vorrichtung (10) zum Positionieren von Stabmessern (11) in einer Spannvorrichtung (18, 19), mit
– einem Übernahmebereich (12),
– einer Referenzfläche (13), die von einer ersten Koordinatenachse (U) und einer zweiten Koordinatenachse (W) aufgespannt wird,
– einem Referenzkörper (14) mit einem definiert gekrümmten Oberflächenbereich, – einem Taster (15), wobei der Referenzkörper (14) mit dem Taster (15) gekoppelt ist um ein Tastersignal (TS) abzugeben, falls ein Stabmesser (11) mit einem Punkt der Kopflinie (11.3) gegen den Referenzkörper (14) geführt wird,
– einer Spannvorrichtung (18, 19),
– einem CNC-gesteuerten Greifer (16), der so ausgelegt ist, dass er einen Bewegungsablauf ausführen kann, bei dem ein Stabmesser (11) beim Übernahmebereich (12) aufgenommen, auf der Referenzfläche (13) abgelegt, erneut aufgenommen, das Stabmesser (11) mit dem Punkt der Kopflinie (11.3) zum Auslösen des Tastersignals (S) gegen den Referenzkörper (14) geführt und dann in einer genau ermittelten Lage in der Spannvorrichtung (18,...

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Positionieren von Stabmessern und entsprechende Werkzeugmaschinen, wie zum Beispiel Stabmesser-Schleifmaschinen.
Stand der Technik
Es gibt verschiedene Vorrichtungen, wie zum Beispiel Stabmesser-Schleifmaschinen, die speziell dazu ausgelegt sind Stabmesser nachzuschärfen. Solche Maschinen werden eingesetzt, um Stabmesser, deren Schneidfähigkeit nicht mehr gegeben ist, so zu überarbeiten, dass sie wieder eingesetzt werden können.
Im industriellen Umfeld geschieht das Nachschärfen typischerweise vollautomatisch. Insbesondere beim Nachschärfen von Hartmetall-Stabmessern entstehen hohe Schleifkräfte bei meist kleinen Schleifabträgen. Um die gewünschte Qualität der Stabmesser zu erreichen, ist ein sehr genaues Einhalten des Schleifabtrags und damit eine sehr genaue Positionierung des Stabmessers in einer Spannvorrichtung der Maschine erforderlich.
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereit zu stellen, die es ermöglicht Stabmesser sehr genau zu positionieren.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung zum sehr genauen Positionieren von Stabmessern anzubieten.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäss durch eine Vorrichtung gemäss Schutzanspruch 1 und eine Werkzeugmaschine gemäss Schutzanspruch 10 gelöst.
Erfindungsgemäss ist diese Aufgabe dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung bereit gestellt wird mit einem Übernahmebereich, einer Referenzfläche, und einem zylinderförmigen Referenzkörper, der sich in einer vorbestimmten Position in Bezug auf die Referenzfläche befindet. Weiterhin ist ein Taster vorhanden, der mit dem Referenzkörper gekoppelt ist, um ein Tastersignal abzugeben, falls ein Stabmesser gegen den Referenzkörper geführt wird. Zusätzlich umfasst die Vorrichtung eine Spannvorrichtung und einen CNC-gesteuerten Greifer, der so ausgelegt ist, dass er einen Bewegungsablauf ausführen kann, bei dem ein Stabmesser beim Übernahmebereich aufgenommen, auf der Referenzfläche abgelegt und erneut aufgenommen wird. Dann wird das Stabmesser vom Greifer zum Auslösen des Tastersignals mit einem Punkt an der Kopflinie gegen den Referenzkörper geführt. Anschliessend kann das Stabmesser in einer genau ermittelten Lage in der Spannvorrichtung positioniert werden.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind den abhängigen Schutzansprüchen zu entnehmen.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Stabmessers;
2 eine schematische Seiten/Schnittansicht eines erstens Teils einer Vorrichtung gemäss Erfindung, wobei sich ein Stabmesser in einer Ausnehmung einer Kassette befindet und dort von einem Greifer aufgenommen wird;
3 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Teils einer Vorrichtung gemäss Erfindung, wobei ein Stabmesser von dem Greifer auf einer Referenzfläche abgelegt wurde;
4 eine schematische Seiten/Schnittansicht des weiteren Teils der Vorrichtung gemäss Erfindung, wobei das Stabmesser vom Greifer erneut aufgenommen wurde;
5 eine schematische Seiten/Schnittansicht des weiteren Teils der Vorrichtung gemäss Erfindung, wobei das Stabmesser vom Greifer gegen einen Referenzzylinder geführt wird;
6 eine schematische Seiten/Schnittansicht noch eines weiteren Teils der Vorrichtung gemäss Erfindung, wobei zu erkennen ist, wie das Stabmesser vom Greifer in eine Spannvorrichtung eingelegt und dort eingespannt wird;
7 eine schematische Seiten/Schnittansicht des erfindungsgemässen Greifers, der ein Stabmesser von einer Referenzfläche aufnimmt;
8 eine schematische Seitenansicht des Kopfbereichs eines Stabmessers im Zeitpunkt der Berührung des Referenzkörpers;
9 eine schematische Draufsicht einer Vorrichtung (Gesamtsystem) gemäss einer weiteren Ausführungsform;
10 eine schematische Ansicht einer Werkzeugmaschine (Gesamtsystem) gemäss einer weiteren Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Beschreibung werden Begriffe verwendet, die auch in einschlägigen Publikationen und Patenten Verwendung finden. Es sei jedoch angemerkt, dass die Verwendung dieser Begriffe lediglich dem besseren Verständnis dienen sollen. Der erfinderische Gedanke und der Schutzumfang der Schutzansprüche soll durch die spezifische Wahl der Begriffe nicht in der Auslegung eingeschränkt werden. Die Erfindung lässt sich ohne weiteres auf andere Begriffssysteme und/oder Fachgebiete übertragen. In anderen Fachgebieten sind die Begriffe sinngemäss anzuwenden.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist in den 2 bis 6 gezeigt. Diese Figuren stellen einerseits Details der ersten Ausführungsform dar. Andererseits wurden die Figuren so gewählt, dass sie eine Beschreibung eines erfindungstypischen Bewegungsablaufs ermöglichen.
Bevor die wesentlichen Elemente einer erfindungsgemässen Vorrichtung erläutert werden, folgen einige Begriffsdefinitionen. Im Zusammenhang mit der Erfindung ist von Stabmessern die Rede. Dieser Begriff ist als Synonym zu verstehen für Messer oder messerartige Werkzeuge wie sie in verschiedenen Maschinen zum Einsatz kommen. Ein Stabmesser 11 hat mindestens einen Schaftbereich 11.1 und einen Schneidenbereich 11.2, der zum Beispiel durch Schleifen nachbearbeitet oder geschärft werden kann. Ein Beispiel eines solchen Stabmessers 11 ist in 1 gezeigt. Der Schneidenbereich 11.2 umfasst mindestens eine Flanke 11.6, die durch eine Schneidkante 11.5 und eine meist abgerundete Kopffläche 11.4 begrenzt ist. Die oberste Linie der Kopffläche 11.4 wird hier als Kopflinie 11.3, der höchste Punkt des Stabmessers 11 als Messerspitze S bezeichnet. Zum Schärfen der Schneidkante 11.5 wird der gesamte Schneidenbereich 11.2 um einen kleinen Betrag in Schaftrichtung versetzt. Vorzugsweise handelt es sich um Stabmesser 11 für Kegelradfräsmaschinen. Es kann sich aber zum Beispiel auch um Entgratmesser handeln.
Im Zusammenhang mit einem Teil der Ausführungsformen ist von einem zylinderförmiger Referenzkörper die Rede. Generell kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung jeder Referenzkörper zu Einsatz kommen, der eine genau definierte, gekrümmte Oberfläche aufweist. Die gekrümmte Oberfläche kann konkav oder konvex sein. Besonders geeignet sind Referenzkörper, die mindestens im Antastbereich Teil eines Kreiszylinders, eines evolventischen Zylinders oder eines elliptischen Zylinderkörpers sind. Auch geeignet sind Referenzkörper, die ein Kreissegment oder eine sinusförmige Oberfläche aufweisen. Es können am Referenzkörper auch verschiedene genau definierte, gekrümmte Oberfläche nebeneinander angeordnet sein.
Es werden im Zusammenhang mit der Beschreibung verschiedene Koordinatenachsen definiert und zueinander in Relation gesetzt. Es ist offensichtlich, dass auch andere Koordinatensysteme zur Anwendung kommen können. Wichtig ist lediglich, dass verschiedene Positionen im Raum einer Steuerung oder einer entsprechenden Software bekannt sind, wie anhand der ersten Ausführungsform näher erläutert werden wird. Ausserdem muss die Geometrie des Stabmessers der Steuerung und/oder der Software bekannt sein.
Gemäss Erfindung wird ein Stabmesser 11 in einem Übernahmebereich 12 von einem Greifer 16 aufgenommen, wie in 2 gezeigt. Im gezeigten Beispiel befindet sich eine Kassette 24 (in Schnittdarstellung) im Übernahmebereich 12. Die Kassette 24 hat eine Ausnehmung in der das Stabmesser 11 liegt. In 2 ist angedeutet, dass ein solches Stabmesser einen Schaftbereich 11.1 und einen Schneidenbereich 11.2. aufweist. Eine Kante des Schneidenbereichs 11.2. liegt an einer senkrechten Wandung der Ausnehmung der Kassette 24.
Von dem in 2 gezeigten Übernahmebereich 12 überführt der Greifer 16 das Stabmesser 11 zu einer Referenzfläche 13 und legt das Stabmesser 11 dort ab, wie in 3 gezeigt. Die Referenzfläche 13 wird von einer ersten Koordinatenachse (U) und einer zweiten Koordinatenachse (W) aufgespannt. Rechts oberhalb der Referenzfläche 13 ist ein zylinderförmiger Referenzkörper 14 mit einer Zylinderachse (U1) angeordnet. Die Zylinderachse (U1) erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Koordinatenachse (U) der Referenzfläche 13.
Vorzugsweise handelt es sch beim dem zylinderförmigen Referenzkörper 14 um einen Zylinderstab aus Metall. Der Durchmesser des Zylinderstabs beträgt vorzugsweise zwischen 5 mm und 50 mm. Besonders bevorzugt sind Durchmesser zwischen 5 mm und 15 mm.
Es ist ein Taster 15 vorgesehen, wie in 3 angedeutet. Der Referenzkörper 14 ist mit dem Taster 15 so gekoppelt, dass ein Tastersignal (TS) abgegeben wird, falls ein Stabmesser 11 gegen den Referenzkörper 14 geführt wird (siehe auch 5).
Ein weiterer Bestandteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist eine Spannvorrichtung 18, 19, wie sie beispielhaft in 6 gezeigt ist. Diese Spannvorrichtung umfasst einen Aufnahmebereich 18 zum Aufnehmen mindestens eines Stabmessers 11 und einen Klemmschuh 19, der es erlaubt das Stabmesser 11 durch das Aufbringen einer Kraft F festzuklemmen. Die Spannvorrichtung befindet sich typischerweise im Bearbeitungsbereich einer Werkzeugmaschine.
Ein weiterer Bestandteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist ein CNC-gesteuerter Greifer 16, der in den 2 bis 6 in verschiedenen Positionen gezeigt ist. Der Greifer 16 ist so ausgelegt, dass er einen Bewegungsablauf ausführen kann, bei dem ein Stabmesser 11 beim Übernahmebereich 12 aufgenommen werden kann, wie in 2 angedeutet. Dann wird das Stabmesser 11 vom Greifer 16 in die Nähe der Referenzfläche 13 bewegt und auf der Referenzfläche 13 abgelegt. Mit diesem Schritt gehen gewisse Rechenschritte einher, die es anschliessend ermöglichen das Stabmesser 11 in einer exakt vorgegebenen Position in der Spannvorrichtung 18, 19 abzulegen. Gemäss Erfindung wird das Stabmesser 11 nun vom Greifer 16 von der Referenzfläche 13 aufgenommen und um eine vorgegebene Höhe H1 angehoben. Dies ist möglich, da der Greifer 16 numerisch gesteuerte Bewegungen parallel zu der V-Achse ausführen kann. Zusätzlich kann der Greifer 16 numerisch gesteuerte Bewegungen parallel zu der W-Achse ausführen. Dies sind Minimalerfordernisse für ein Funktionieren der Erfindung. Die Höhe H1 wird anhand der Lage des Referenzkörpers 14 in Bezug zur Referenzfläche 13 und anhand geometrischer Angaben zum Stabmesser 11 ermittelt. Die Höhe H1 kann bei Bedarf errechnet werden, oder sie kann aus einer Tabelle übernommen werden, bevor sie der CNC-Steuerung des Greifers 16 übergeben wird. Nachdem die Höhe H1 erreicht ist (siehe 4). Wird das Stabmesser 11 vom Greifer 16 gegen den Referenzkörper 14 geführt, wie in 5 gezeigt. Bei dieser Bewegung wird nicht die Spitze S des Stabmessers 11, sondern ein vorher berechneter Referenzpunkt (A) an der Kopflinie 11.3 des Stabmessers 11 gegen den Referenzkörper 14 geführt. Dieser Referenzpunkt (A) der Kopflinie 11.3 liegt kurz oberhalb der Spitze S.Erst dadurch, dass man einen Referenzpunkt auf der Kopflinie 11.3 zum Auslösen des Tasters 15 über den Referenzkörper 14 verwendet ist es möglich, das Stabmesser 11 genau zu positionieren. Die Idee dabei ist, dass das Stabmesser 11 ja erst geschliffen werden soll. Die Lage und Form der Spitze S vor dem Schleifen kann also von der Spitze, die das Stabmesser 11 beim Schleifen erhält, abweichen. Die Kopflinie 11.3 ist aber kurz hinter der Spitze S abweichungsfrei. Der Referenzpunkt (A) wird aus der bekannten Geometrie des zu schleifende Stabmessers 11 berechnet, das Stabmesser 11 wird also auf die Messerspitze S positioniert die erst beim Schleifen entsteht, und der erforderliche Schleifabtrag wird somit genau eingehalten.
Es gibt verschiedene Gründe warum es einen Unterschied zwischen der Spitze vor dem Schleifen und der Spitze nach dem Schleifen geben kann. Im folgenden sind einige Gründe genannt:

– Beim Einsatz der Stabmesser 11 werden insbesondere die Messerspitzen stark beansprucht. Sie können daher verschleissbedingt Verrundungen oder auch kleine Ausbrüche aufweisen.
– Die Stabmesser 11 können zwischenzeitlich korrigiert worden sein, so dass sich die Form der Spitze verändert hat. (Die Spitze ist in Wirklichkeit nicht 'spitz').
– Es werden neue Stabmesser 11 eingesetzt, deren Flanken nur grob vorbearbeitet sind.
– Es sollen Stabmesser 11 aus anderen Anwendungen umgeschliffen werden. Unterschiede in der Messergeometrie können gemäss Erfindung pauschal berücksichtigt werden, ohne die Lage der alten Messerspitzen im einzelnen rekonstruieren zu müssen.

Um das Antasten des Referenzkörpers 14 besser zeigen zu können, ist in 5 ein Teil der Aufhängung, bzw. Lagerung, des Referenzkörpers 14 entfernt worden.
Beim Heranführen des Stabmessers 11 an den Referenzkörpers 14 ist unbekannt wie weit das Stabmesser 11 vom Greifer in W-Richtung verlagert werden muss, da man nicht genau weiss an welchen Punkt des Schaftbereichs 11.1 der Greifer 16 das Stabmesser 11 gegriffen hat. Die Referenzfläche 13 ermöglicht es zwar einen Bezug im Raum für die V-Position zu liefern, aber Angaben über die W- Koordinaten sind zu diesem Zeitpunkt nicht bekannt.
Das Stabmesser 11 wird vom Greifer 16 in W-Richtung bewegt und am Referenzpunkt (A) der Kopflinie 11.3 leicht in W-Richtung gegen den Referenzkörper 14 gedrückt bis dieser durch seine Kopplung mit dem Taster 15 das Tastersignal (TS) auslöst. In 5 ist die Auslösung des Tastersignals (TS) durch einen blitzförmigen Pfeil rechts neben dem Taster 15 angedeutet. In dem Moment, in dem das Tastersignal (TS) ausgelöst wird, wird auch die momentane Position des Greifers 16 erfasst. Dies geschieht vorzugsweise durch das Auslesen der CNC-Koordinaten des Greifers 16. Dieser Vorgang ist in 5 durch einen weiteren blitzförmigen Pfeil oberhalb des Greifers 16 angedeutet.
Anhand der CNC-Koordinaten und der vorgegebenen Information über die Geometrie des Stabmessers 11 kann rechnerisch die Ablageposition für das Ablegen des Stabmessers 11 in der Spannvorrichtung 18 ermittelt werden. In den Gleichungen, die dabei zur Anwendung kommen wird also die Lage der Messerspitze (S) bestimmt, die das neu geschliffene Stabmesser 11 erhalten wird, unabhängig davon wo sich die Spitze (relativ zur Kopflinie 11.3) derzeit befindet.
Vorzugsweise wird in einem ersten Schritt die momentane Lage des Stabmessers 11 in Bezug auf den Greifer 16 errechnet. Daraus kann dann eine Position errechnet werden, die der Greifer 16 einnehmen muss, um das Stabmesser 11 in der gewünschten Lage in die Spannvorrichtung 18, 19 zu legen. Diese Position steuert der Greifer 16 an und legt das Stabmesser 11 auf dem Aufnahmebereich 18 ab. Dann wird das Stabmesser 11 mit dem Klemmschuh 19 fixiert. Die genau ermittelten Lage in der Spannvorrichtung 18, 19 erlaubt es zum Beispiel einen Abstand L1 einer Spitze S des Stabmessers 11 in einen genauen geometrischen Bezug zu einer Referenzposition an der Spannvorrichtung 18 zu bringen. Dies ist in 6 angedeutet.
In einem nächsten Schritt kann das Nachschärfen erfolgen wobei die Schleifscheibe eine geeignete Schleifbewegung ausführt.
In 7 ist eine andere Ansicht des Greifers 16 gezeigt. In der gezeigten Darstellung kann man erkennen, dass der Greifer 16 zwei Greifelemente 23 umfasst, die sich aufeinander zu und voneinander weg bewegen lassen. In 7 sind diese Schliess- und Öffnungsbewegungen durch Doppelpfeile (a) angedeutet. Der Greifer 16 ist in der gezeigten Ausführungsform zusätzlich um eine Drehachse drehbar, die mit V2 bezeichnet ist und parallel zur V-Achse der Referenzfläche 13 verläuft. Eine solche Drehachse V2 ermöglicht es dem Greifer 16 Drehbewegungen auszuführen, die je nach Lage und Anordnung der verschiedenen Elemente der erfindungsgemässen Vorrichtung notwendig sein können.
Anhand einer Detailansicht, die in 8 gezeigt ist, wird eine Berechnungsmöglichkeit beschrieben. Es gibt auch andere Wege, um die genaue Position des Stabmessers 11 zu ermitteln. In 8 ist links unten die Referenzfläche 13 angedeutet. Der Greifer 16 (nur ein Teil des Greifers ist schematisch angedeutet) hat das Stabmesser 11 um eine Höhe H1 angehoben. Die Höhe H1 wurde anhand der Geometrie des Stabmessers 11 und der Lage des gewünschten Antastpunktes A an der Kopflinie 11.3 errechnet. Da man nicht nur die Abstände in W-Richtung und V-Richtung zwischen der genau definierten Oberfläche des Referenzkörpers 14 und der Referenzfläche 13 kennt, sondern auch die Dimensionen des Stabmessers 11 bekannt sind, kann man anhand der folgenden Gleichungen den Abstand der Messerspitze S zum Bezugspunkt B ermitteln: HB = NS + AS + AR*sin(KW) (1) AB = AR*(1–cos(KW)) (2) S = AB + AS*tan(KW) (3)
KW ist in diesen Gleichungen der Kopfwinkel der Kopfkante 11.3 an der Spitze S. Alle anderen Grössen, die in den Gleichungen (1) bis (3) Verwendung finden sind in der 8 definiert.
In 9 ist ein Beispiel der Elemente einer Gesamtvorrichtung 10 gezeigt. Es ist eine Kassette 24 gezeigt, die mehrere Stabmesser (grau angedeutet) in einem Übernahmebereich 12 bereit stellt. Neben der Kassette 24 befindet sich die Vorrichtung 20 mit der Referenzfläche 13 und dem Referenzkörper 14 mit definiert gekrümmter Oberfläche, der von einer Blattfeder 21 an einem Block 22 gehalten wird. Der Taster 15 ist auch in dieser Darstellung angedeutet. Die Spannvorrichtung 18 ist auf der anderen Seite der Vorrichtung 20 angeordnet. Der Greifer 16 befindet sich gerade in einer Übergabeprozedur zum Ablegen des Stabmessers 11 auf dem Aufnahmebereich 18. In 9 ist auch die CNC-Steuerung 30 schematisch angedeutet. Anhand von Doppelpfeilen ist angedeutet, dass die CNC-Steuerung 30 mit dem Taster 15 und mit dem Greifer 16 in Verbindung steht.
Wie in den verschiedenen Figuren gezeigt, sitzt der Referenzkörper 14 vorzugsweise auf einer Blattfeder 21. Diese Blattfeder 21 sollte so ausgeführt sein, dass der Referenzkörper 14 in der Richtung x1 beweglich ist (siehe 2). Unter anderem dient die Aufhängung an der Blattfeder 21 dazu, zu verhindern dass Kräfte in V- und/oder U-Richtung auf den Taster 15 einwirken. Mit anderen Worten ausgedrückt, dient die Blattfeder 21 dazu nur in W-Richtung gerichtete Bewegungen auf den Taster 15 einwirken zu lassen.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Referenzfläche 13 eine Oberfläche eines blockförmigen Podestes 17 ist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Blattfeder 21, der Referenzkörper 14 und das Podest 17 eine Baueinheit 20 bilden. Dies ermöglicht eine besonders genaue Positionierung des Stabmessers 11, da alle Dimensionen bekannt sind und innerhalb enger Toleranzen liegen.
Bei der Vorrichtung 20 kann es sich in einer weiteren Ausführungsform um eine sogenannte Handhabungsvorrichtung für Stabmesser handeln. Vorzugsweise umfasst diese Vorrichtung dann ein Art Roboterarm mit einem Greifer 16 oder einen Portallader 40 mit Greifer 16 (siehe 10), wie beschrieben.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei welcher dieser Portallader einen 2-Achsen Antrieb umfasst oder eine Ausführungsform bei der ein Roboterarm mit 4-Achsen Antrieb zum Einsatz kommt.
In 10 ist eine Werkzeugmaschine 10 gezeigt, die mit einer erfindungsgemässen Vorrichtung 20 ausgestattet ist. Im Folgenden sind nur die wesentlichen Element der Werkzeugmaschine 10 beschrieben. Die Maschine 10 umfasst drei Hauptachsen, die mit X, Y und Z bezeichnet sind. Eine Schleifscheibe 41 wird eingesetzt, um Stabmesser zu schleifen. In der gezeigten Momentaufnahme sitzt die Spannvorrichtung 18, 19 unterhalb der Schleifscheibe 41. Auf der rechten Seite der Maschine befinden sich mehrere Kassetten 24 in einem Rack. Die Kassetten 24 werden in U-Richtung zum Übergabebereich 12 befördert. Im Übergabebereich 12 befindet sich ein Portallader 40 mit Greifer 16. Der Portallader 40 ist so ausgeführt, dass der Greifer 16 in W- und V-Richtung bewegt werden kann. Die Achsen U, V und W werden auch als Nebenachsen bezeichnet. Der Greifer 16 entnimmt nun ein Stabmesser aus einer der Kassetten 24 und legt das Stabmesser, wie beschrieben auf einer Referenzfläche der Vorrichtung 20 ab. Die Vorrichtung 20 ist in 10 nur schematisch angedeutet. Sie kann so ausgeführt sein wie im Zusammenhang mit den anderen Figuren beschrieben. Die Spannvorrichtung 18, 19 befindet sich auch einem Schlitten 42, der in X-Richtung verschiebbar ist. Dieser Schlitten 42 bewegt die Spannvorrichtung 18, 19 nach rechts in eine Übernahmeposition. In dieser Übernahmeposition kann der Greifer 16 das Stabmesser, nachdem es in der Vorrichtung 20 den Taster ausgelöst hat, in der Spannvorrichtung 18, 19 ablegen. Die Spannvorrichtung 18, 19 fixiert das Stabmesser und bewegt dieses dann zurück in eine Bearbeitungsposition unterhalb der Schleifscheibe 41. Der Portallader 40 kann auch zwei Greifer 16 aufweisen, wobei ein ersten Greifer ein Stabmesser aufgreift während der zweite Greifer ein geschliffenes Stabmesser zurück in die Kassette 24 legt.
Die Spannvorrichtung 18, 19 ist vorzugsweise automatisiert.
Gemäss Erfindung kann eine spezielle Software, oder ein entsprechendes Softwaremodul, die erforderlichen Berechnungsschritte und/oder die Steuerung der Bewegungsabläufe übernehmen. Vor dem Ausführen der Berechnungen kann die Vorrichtung einen Datensatz laden, der das Stabmesser 11 in drei Dimensionen beschreibt. Dabei kann es sich zum Beispiel um maschinenunabhängige Neutraldaten handeln.
Es wird als ein wesentlicher Vorteil der Erfindung angesehen, dass man anders als bei bisher bekannten Ansätzen keine manuellen und/oder mechanischen Einstellungen vornehmen muss, um die Vorrichtung an die jeweiligen Kopfwinkel (KW) des Stabmessers anzupassen. Durch den Einsatz eines Referenzkörpers mit genau definierter, gekrümmter Oberfläche in der beschriebenen Art und Weise wird das Antasten auf der Kopflinie vereinfacht und zuverlässiger. Man erhält durch einen Antastvorgang alle notwendigen Angaben, die von dem Gesamtsystem benötigt werden, um das Stabmesser 11 genau ablegen zu können.
Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, dass sie die Gefahr von Beschädigungen am Stabmesser sowie am Taster verhindert werden.

Claims

Vorrichtung (10) zum Positionieren von Stabmessern (11) in einer Spannvorrichtung (18, 19), mit – einem Übernahmebereich (12), – einer Referenzfläche (13), die von einer ersten Koordinatenachse (U) und einer zweiten Koordinatenachse (W) aufgespannt wird, – einem Referenzkörper (14) mit einem definiert gekrümmten Oberflächenbereich, – einem Taster (15), wobei der Referenzkörper (14) mit dem Taster (15) gekoppelt ist um ein Tastersignal (TS) abzugeben, falls ein Stabmesser (11) mit einem Punkt der Kopflinie (11.3) gegen den Referenzkörper (14) geführt wird, – einer Spannvorrichtung (18, 19), – einem CNC-gesteuerten Greifer (16), der so ausgelegt ist, dass er einen Bewegungsablauf ausführen kann, bei dem ein Stabmesser (11) beim Übernahmebereich (12) aufgenommen, auf der Referenzfläche (13) abgelegt, erneut aufgenommen, das Stabmesser (11) mit dem Punkt der Kopflinie (11.3) zum Auslösen des Tastersignals (S) gegen den Referenzkörper (14) geführt und dann in einer genau ermittelten Lage in der Spannvorrichtung (18, 19) positioniert wird.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzkörper (14) auf einer Blattfeder (21) sitzt, die so ausgeführt ist, dass der Referenzkörper (14) in einer Richtung (W1) beweglich ist, die parallel zu der zweiten Koordinatenachse (W) verläuft.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine CNC-Steuerung (30) umfasst, die es ermöglicht den Greifer (16) numerisch kontrollierte Bewegungen mindestens in Richtung der zweiten Koordinatenachse (W) und in einer Richtung (V), die senkrecht zu der ersten Koordinatenachsen (U) und der zweiten Koordinatenachse (W) steht, ausführen zu lassen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzfläche (13) eine Oberfläche eines blockförmigen Podestes (17) ist, deren erste Koordinatenachse (V) eine vorbestimmte Lage einnimmt, die der CNC-Steuerung (30) bekannt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Blattfeder (21), der Referenzkörper (14) und die Referenzfläche (13) eine Baueinheit (20) bilden.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (16) zwei Greifelemente (23) umfasst, die es dem Greifer (16) ermöglichen ein Stabmesser (11) durch eine Schliessbewegung (a) der beiden Greifelemente (23) in einem Schaftbereich (11.1) zu fassen.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Greifelemente (23) mindestens teilweise beschichtet sind, um ein Verdrehen des Stabmessers (11) zu verhindern nachdem es vom Greifer (16) aufgenommen wurde.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der Schritte des Bewegungsablaufs wiederholbar sind, falls Signale, die beim Auslösen des Tastersignals (TS) von der CNC-Steuerung bereitgestellt werden nicht in einem vorgebbaren Toleranzbereich liegen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Referenzkörper (14) mit dem definiert gekrümmten Oberflächenbereich ein zylinderförmiger Referenzkörper (14) mit einer Zylinderachse (U1) ist, die sich im Wesentlichen parallel zu der ersten Koordinatenachse (U) der Referenzfläche (13) erstreckt.
Werkzeugmaschine zum automatischen, individuellen Nachschärfen von Schneidkanten (11.5) an mehreren Stabmessern (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Schutzansprüche umfasst.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um eine Stabmesserschleifmaschine handelt.