DE2926807C2 - Verfahren zum automatischen Positionieren einer Räumwerkzeugschärfmaschine und Vorrichtung zum automatischen Nachschleifen von Räumwerkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Positionieren einer Räumwerkzeugschärfmaschine und eine Vorrichtung zum automatischen Nachschleifen von Räumwerkzeugen nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bzw. 2.

Solche Vorrichtungen besitzen einsn längsbewegbaren Transportschlitten zur Aufnahme der Räumwerkzeuge, einen senkrecht und quer zum Transportschlitten verfahrbaren Schleifschlitten, der die Schleifscheibe zum Nachschleifen der Räumwerkzeuge und eine Tasteinrichtung trägt, die den zu schärfenden Raun werkzeugzahn abtastet und nach dessen Lage die Zustellung des Transportschlittens und des Schleifschlittens in die Schleifposition steuert Diese Tasteinrichtung ist bei einer bekannten derartigen Maschine (DE-AS 17 52 718) als federnder Tastfinger ir.it einem nasenförmigen Vor- -sprung und einer ebenen Tastfläche ausgebildet, der mit einem Begrenzungsschalter zusammenwirkt Bei der Zustellung des Transportschlittens in Teilungsrichtung gleitet der Tastfinger über Rücken und Freifläche des zu schärfenden Räumwerkzeugzahnes, bis der nasenförmige Vorsprung über die Schneidkante abfällt Dabei wird ein Signal ausgelöst, das die Zustellbewegung des Transportschlittens stoppt Danach legt sich die ebene Tastfläche des Tastfingers auf die Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes auf und der Tastfinger steuert dann über Begrenzungsschalter die Zustellung des Schleifschlittens mit der Schleifscheibe in die Schleifposition.

Eine andere Vorrichtung (DE-AS 26 46 209) benutzt als Tasteinrichtung einen Kopiertaster bestehend aus einem verschwenkbaren Winkelhebel mit einer abgewinkelten Tasterschneide am Ende des einen Hebelschenkels, wobei der andere Hebelschenkel mit einem als Induktivtaster ausgebildeten weiteren Taster in Verbindung steht Während der Längsbewegung des Transportschlittens gleitet die Tasterschneide über Rücken und Freifläche des Räumwerkzeugzahnes und bewirkt dabei, daß der Senkrechtschlitten bei ansteigendem Rücken der Räumwerkzeuge stufenweise nach oben gefahren wird und sich in Schleifpositio^ befindet sobald die Tasterschneide an die Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes herantastet. Danach fällt die Tasterschneide über die Schneidkante ab und stoppt die Längsbewegung des Transportschlittens.

Beide Vorrichtungen steuern die Zustellung des Transportschlittens und des Schleifschlittens nach der Lage der Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes. Das führt zu Ungenauigkeiten, weil bei dem nachzuschärfenden Räumwerkzeug die Schneidkanten durch Verschleiß abgerundet sisid und sich auf den Spanflächen und auf den Freiflächen deutliche Verschleißmarken befinden. Erfahrungsgemäß haben diese Abrundungen und Veschleißmarken bei den einzelnen Zähnen eines Räumwerkzeuges ein sehr unterschiedliches Ausmaß. Dadurch werden der Transportschlitten und der Schleifschlitten für die verschiedenen Zähne ungleichmäßig zugestellt. Da die Schleifscheibe der bekannten Vorrichtungen während des Schleifvorganges bei allen Zähnen um denselben Betrag zugestellt wird, führt die Positionierung nach den Schneidkanten zu einem ungleichmäßigen Abschleifen der Räumwerkzeugzähne. Hierdurch .,wird die Sehneidengeometrie des Räumwerkzeuges ^verändert. Dieser Fehler wird noch dadurch verstärkt, daß sich auf der Spanfläche und auch auf der Freifläche einzelner Räumwerkzeugzähne Material der geräumten Werkstücke ablagert und dort Aufbauschneiden bildet, die weit über die Lage der ursprünglichen Schneidkante hinauswachsen können.
Die Erfindung hat die Aufgabe, die Positionierungs-

fehler der bekannten Vorrichtungen zu vermeiden und beim automatischen Nachschleifen an Räumwerkzeugen sicherzustellen, daß die Schneidengeometrie erhalten bleibt Diese Aufgabe wird nach dem Verfahren der Erfindung dadurch gelöst, daß als Bezugspunkte zur Ermittlung der Steigung und der Teilung des Räumwerkzeugzahnes zwei Punkte auf der Freifläche und der Spanfläche dienen, die in jeweils festem Abstand von der ursprünglich vorhandenen Schneidkante liegen. Dieser Abstand ist etwas größer als die zugelassene Verschleißmarkenbreite (höchstens 0,5 mm), so daß Bereiche von Frei- und Spanfläche abgetastet werden, die nicht abgenutzt sind. Die Positionierung des Transportschlittens und des Schleifschlittens wird auf diese Weise nach der ursprünglichen Schneidengeometrie vorgenommen. Damit ist beim Nachschleifen des Räumwerkzeuges der Schleifabtrag tür alle Räumwerkzeugzähne gleich groß und die Schneidengeometrie bleibt erhalten.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens geht aus von einer Vorrichtung zum automatischen Nachschleifen von Räumwerkzeugen mit einem längsbev/egbaren Transportschütten zur Aufnahme der Räumwerkzeuge und einem senkrecht un-. quer zum Transportschlitten verfahrbaren Schleifschlitten, der die Schleifscheibe zum Nachschleifen der Räumwerkzeugzähne und eine die Räumwerkzeugzähne mechanisch abtastende Tasteinrichtung trägt, die über Begrenzungsschalter die Zustellung des Transportschlittens und des Schleifschlittens in die Schleifposition steuert, wobei zur Steuerung des Schleifschlittens ein Kopiertaster dient, der den Schleifschlitten bei der Längsbewegung des Transportschlittens entsprechend dem Anstieg des Räumwerkzeugzahnes nach oben steuert.

Bei dieser Vorrichtung wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, daß an der Tasteinrichtung ein vom Kopiertaster unabhängiger weiterer, als Teilungstaster ausgebildeter Taster beweglich angeordnet ist, durch den die Spanfläche des Räumwerkzeugzahnes in einem Abstand unterhalb der ursprünglich vorhandenen Schneidkante abtastbar und die Längsbewegung des Transports.hlittens abschaltbar ist, während der Kopiertaster sich noch auf der Freifläche in einem Abstand von der ursprünglichen Schneidkante befindet.

Durch das Zusammenspiel des Kopiertasters mit dem Teilungstaster ist sichergestellt, daß die Zustellbewegungen exakt dann abgestoppt werden, wenn sich beide Taster au\ den vorbestimmten Punkten der Freifläche und der Spannfläche befinden. Die Tastbewegungen des Teilungstasters sind so gerichtet, daß er die Spanfläche abtasten kann. Dafür muß der Winkel dieser Bewegungsrichtung zur Vertikalen größer sein als der Spanwinkel des Räumwerkzeugs. Während des Positioniervorgangeo bewegt sich der zu schärfende Räumwerkzeughahn unter beiden Tasterschneiden nach hinten. Dabei gleitet die Tasterschneide des Teilungstasters zunächst über die Freifläche und dann über die abgenutzte Schneide des Räumwerkzeugzahnes und an der Spanfläche entlang nach unten. Gleichzeitig gleitet der Kopiertaster über Rücken- und Freifläche und bewirkt, daß der Schleifschlitten einschließlich der daran befestigten Tasteinrichtung nach oben gefahren wird. Dadurch befinden sich der Schleifschlitten und die Tasteinrichtung ^in genau der richtigen Höhe, sobald sich der Kopiertaster auf dem vorbestimmten Punkt der Freifläche befindet. Der Teilungstaster hat die Bewegung der Tasteinrichtung mitgemacht. Er befindet sich zu diesem Zeitpunkt ebenfalls auf der richtigen Höhe, so daß seine Schneide exakt den vorherbestimmten Punkt der Spanfläche erreicht und über den zugehörigen Begrenzungsschalter die Längsbewegung des Transporischlittens stoppt. Damit ist auch die Aufwärtsbewegung des Schleifschlittens beendet, da der Kopiertaster nicht weiter ausgelenkt wird.

Der Teilungstaster kann sich im Gegensatz zu den bekannten Tasteinrichtungen auch dann selbsttätig ausheben, wenn er entgegen der Teilungsrichtung gegen die Spanfläche des Räumwerkzeugzahnes anläuft Das erleichtert das Einstellen der Taster auf den ersten Räumwerkzeugzahn. Zu diesem Zweck müssen die Bewegungsrichtung des Teilungstasters und der Winkel zwischen dieser Bewegungsrichtung und den Schenkeln seiner Tastschneide im Verhältnis zum Spanwinkel des Räumwerkzeugzahnes so gewählt werden, daß der Haftreibungswinkel zwischen dem Material der Tastschneide und dem Material des Räumwerkzeugzahnes nicht unterschritten wird; sonst tiitt Selbsthemmung auf. Auch beim Kopiertaster kann man durch die entsprechende Bewegungsrichtung der Tastbewegungen und Gestaltung der Tastschneid :■. Selbstaushebung

Für die Vorrichtung kann jeder gebräuchliche Kopiertaster verwendet werden. Bei einer besonderen Ausgestaltung sind der Kopiertaster und der Teilungstaster in an sich bekannter Weise als Winkelhebel mit abgewinkelter Tasterschneide am Ende des einen Hebelarms ausgebildet, deren anderer Hebelarm die Begrenzungsschalter betätigt, wobei beide Taster um denselben, hinter dem Räumwerkzeugzahn liegenden Drehpunkt schwenkbar sind und die Schneide des Teilungstasters vom Drehpunkt einen größeren Abstand hat als die Schneide des Kopiertasters.

Vorzugsweise befindet sich der Drehpunkt der Winkelhebel auf einer Geraden, die von der Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes in Schleifposition um etwa 40" gegen die Horizontale aufsteigt. Dadurch ist gewährleistet, daß beim Teilungstaster die Tastbewegungen der Tastschneide in der richtigen R^:chtunf gegen die Spanfläche gerichtet sind. Außerdem kann durch geeignete Wahl der Schenkelwinkel der Tastschneiden ei -eicht werden, daß beide Taster sowohl in Teilungsrichtung beim Anlaufen gegen den Zahnrücken als auch entgegen der Teilungsrichtung beim Anlauien gegen die Spanfläche selbsttätig ausheben.

Bei abgenutzten Räumwerkzeugen können sich an der Schneidkante über die Spanfläche hinausragende Grate bilden. Um auch bei solchen Räumwerkzeugzähnen eine sichere Selbstaushebung der Taster entgegen der Teilungsrichtung zu gewährleisten, müssen die auf der Seite der Spanfläche liegenden Schenkel der Tasterschneiden einen Winkel von mindestens 20° zur Bewegungsrichtung der Tasterschneide haben.

Zu^r Abtastung von Räumwerkzeugzähnen rundprofilierter Räumwerkzeuge mit Kerbzahnprofil muß der Spalt zwischen der beiden Tastern geringer sein als die schmälste in der Praxis vorkommende Schneidzahnbrev te und die Spaltebene durch das Zentrum des Räumwerkzeugzahnes verlaufen.

Nachstehend v. ird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben und dabei die Funktion der Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze mit einem Sc'hneidzahn und den beiden Tastern,

Fig.2 eine Vorrichtung nach der Erfindung für ein Ausführungsbeispief,

F i g. 3 Lage und Gestaltung der Tastfinger beim Abtasten eines rundprofilierten Räumwerkzeuges.

F i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Räumwerkzeugzahn und die beiden Taster am Ende des Positioniervorganges. Die ursprüngliche Schneidkante 2 des Räumwerkzeugzahnes 1 ist durch Verschleiß abgerundet.

Zur Abtastung dienen die voneinander unabhängigen Taster, und zwar der Taster 5 mit der Schneide 6 für die Teilung und der Kopiertaster 7 mit der Schneide 8 für die Steigung. Beide Taster sind Bestandteil einer einheitlichen Tasteinrichtung 16, die am Schleifschlitten montiert ist. Auf dem Räumwerkzeugzahn werden die Punkte A auf der Spanfläche 3 und B auf der Freifläche 4 bestimmt, die beide feste Abstände a', b'von der ursprünglichen Schneidkante 2 besitzen. Beim Teilungstaster 5 ist die Bewegung der Tastschneide 6 gegen die Spanfläche 3 gerichtet, d. h. der Winkel 15 dieser Bewegungsrichtung zur Vertikalen ist größer als der Spanwinkel. Wenn der Gleitwinkel den Haftreibungswinkel zwischen dem Material der Tastschneide und des Räumwerkzeugzahnes übersteigt, hebt der Teilungstaster 5 beim Anlaufen gegen die Spanfläche 3 selbsttätig aus. Der auf der Seite der Spanfläche 3 liegende Schenkel der Tasterschneide 6 hat zur Bewegungsrichtung dieser Tasterschneide einen Winkel 18 von mindestens 20°, damit die Selbstaushebung beim Anlaufen gegen die Spanfläche auch dann gewährleistet ist, wenn sich an der Schneidkante ein über die Spanfläche herausragender Grat befindet. Die Bewegungsrichtung des Kopiertasters 7 ist frei wählbar und kann zu der Bewegungsrichtung des Teilungstasters 5 parallel verlaufen. Dann hebt unter denselben Voraussetzungen auch der Kopiertaster 7 beim Anlaufen gegen die Spanfläche 3 selbsttätig aus. Der Winkel 19 zwischen dem der Spanfläche zugekehrten Schenkel der Tasterschneide 8 und der Bewegungsrichtung dieser Tasterschneide ist ebenfalls größer als 20°.

Bei der automatischen Zustellung des Transportschiiüens und des Schieifschiittens werden die Zusteiibewegungen von der Tasteinrichtung gestoppt, wenn die Tasterschneide 6 des Teilungstasters 5 den Punkt A auf der Spanfläche und die Tasterschneide 8 des Kopiertasters 7 den Punkt B auf der Freifläche erreichen. Das geschieht aufgrund der Geometrie der Tasteinrichtung und der Tastbewegungen gleichzeitig.

F i g. 2 zeigt für ein Ausführungsbeispiel eine schematische Darstellung der ganzen Tastvorrichtung. Der Teilungstaster 5 und der Kopiertaster 7 sind als Winkelhebel ausgebildet und um den gemeinsamen Drehpunkt 9 schwenkbar gelagert Der andere Hebelarm 10 des Kopiertasters 7 betätigt einen induktiven Wegaufnehmer 11 und der freie Hebelarm 12 des Teilungstasters 5 einen induktiven Annäherungsschalter 13. Ein Stoßmagnet 14 kann die Hebelarme 10 und 12 beider Taster gleichzeitig verschwenken und damit beide Tasterschneiden aus dem Räumwerkzeug ausheben.

Zum automatischen Positionieren wird der Schleifschlitten in vorbekannter Weise nach unten verfahren, so daß die Tastschneiden 6 und 8 beider Taster 5 und 7 in die Spankammer eintauchen. Dann wird der Transportschlitten in Teilungsrichtung (im Bild nach rechts) verfahren. Beide Tasterschneiden 6 und 8 gleiten über den Rücken und die Freifläche des Räumwerkzeugzahnes. Dabei steuert der Kopiertaster 7 in bekannter Weise über den induktiven Wegaufnehmer 11 entsprechend dem Anstieg des Räumwerkzeugzahnes die stufenweise Aufwärtsbewegung des Schleifschlittens. Damit hierbei die erforderliche Genauigkeit erreicht wird, müssen die beiden Schaltpunkte zum An- und Abschalten der Schrittschaltmotoren mit großer Wiederholungsgenauigkeit (max. 0,001) und geringer Hysteresis (max. 0,002) eingehalten werden. Wenn die Tasterschneide 8 des Kopiertasters 7 auf der Freifläche den Punkt B erreicht hat, ist die Tastschneide 6 des Teilungstasters 5 inzwischen über die Schneidkante nach unten geglitten und trifft im selben Augenblick auf der Spanfläche den Punkt A. Dabei betätigt der Hebelarm 12 den induktiven Annäherungsschalter 13 und stoppt die Längsbewegung des Transportschlittens. Damit wird gleichzeitig die Aufwärtsbewegung des Schleifschlittens beendet.

F i g. 2 zeigt die Lage der Taster auf dem zu schärfenden Räumwerkzeugzahn nach Abschluß des beschriebenen Positioniervorgangs. In dieser Lage befindet sich die Drehachse 9 beider Taster auf einer Linie, die von der Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes unter einem Winkel 17 von 40° gegen die Horizontale nach hinten aufsteigt. Für die beiden Schenkel der Tasterschneiden 6 und 8 sind Winkel von 20° zu den Bewegungsrichtungen der Tasterschneiden vorgesehen, um die Selbstaushebung der Taster bei Bewegung des Transportschlittens in beiden Richtungen zu gewährleisten, und zwar auch dann, wenn sich an der Schneidkante ein Grat befindet.

Fig.3 zeigt im Querschnitt ein rundprofiliertes Räumwerkzeug mit Kerbzahnprofil und bei diesem die Lage der Tasterschneide 6 des Teilungstasters 5 und der Tasterschn«ide 8 des Kopiertasters 7 über dem Räumwerkzeugzahn nach Abschluß des Positioniervorganges. Die beiden Taster müssen dicht nebeneinander liegen; der Trennspalt muß schmaler sein als die geringste in der Praxis vorkommende Schneidzahnbreite und die Spaltebene muß durch das Zentrum des Räumwerkzeuges verlaufen. Da die Spanfläche eines Rund- oder rundprofilierten Räumwerkzeuges geometrisch gesehen ein Hohl-Kegel-Segment ist, darf die Schneidenbreite des Teilungstasters nicht beliebig groß sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum automatischen Positionieren einer Räumwerk2eugschärfmaschine mit Hilfe einer mechanischen Tasteinrichtung, die den zu schärfenden Räumwerkzeugzahn abtastet und danach die Zustellbewegungen des längsbewegbaren Transportschlittens mit dem Räumwerkzeug und des senkrecht verfahrbaren Schleifschlittens mit der Schleifscheibe steuert, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugspunkte zur Ermittlung der Steigung und der Teilung des Räumwerkzeugzahnes zwei Punkte auf der Freifläche und der Spanfläche dienen, die in jeweils festem Abstand von der ursprünglich vorhandenen Schneidkante liegen.

2. Vorrichtung zum automatischen Nachschleifen von Räumwerkzeugen mit einem längsbewegbaren Transportschlitten zur Aufnahme der Räumwerkzeuge und einem senkrecht und quer zum Transportschlitten «-erfahrbaren Schleifschlitten, der die Schleifscheibe zum Nachschleifen der Räumwerkzeugzähne und eine die Räumwerkzeugzähne mechanisch abtastende Tasteinrichtung trägt, die über Begrenzungsschalter die Zustellung des Transportschlittens und des Schleifschlittens in die Schleifposition steuert, wobei zur Steuerur:g des Schleifschlittens ein Kopiertaster dient, der den Schleifschlitten bei der Längsbewegung des Transportschlittens entsprechend dem Anstieg des Räumwerkzeugzahnes nach oben steuert, dadurch gekennzeichnet, daß an der Tasteinric.cung (16) ein vom Kopiertaster (7) unabhängiger weiterer, rJs Teil - .igstaster ausgebi'-deter Taster (5) beweglich ingeordnet ist, durch den die Spanfläche (3) des Räumwerl· '^ugzahnes in einem Abstand unterhalb der ursprünglich vorhandenen Schneidkante äbiasibar und die Längsbewegung des Transportschlittens abschaltbar ist, während der Kopiertaster (7) sich noch auf der Freifläche (4) in einem Abstand von der ursprünglichen Schneidkante befindet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopiertaster (7) und der Teilungstaster (5) in an sich bekannter Weise als Winkelhebel mit abgewinkelter Tasterschneide am Ende des einen Hebelarmes ausgebildet sind, deren anderer Hebelarm die Begrenzungsschalter betätigt, wobei beide Taster um denselben, hinter dem Räumwerkzeugzahn liegenden Drehpunkt (9) schwenkbar sind und die Schneide (6) des Teilungstasters (5) vom Drehpunkt (9) einen größeren Abstand hat als die Schneide (8) des Kopiertasters (7).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehpunkt (9) der Winkelhebel sich auf einer Geraden befindet, die von der Schneidkante des Räumwerkzeugzahnes in Schleifposition um etwa 40° gegen die Horizontale aufsteigt.

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Seite d^r Spanfläche (3) liegenden Schenkel der Tasterschneiden (6, 8) einen Winkel (18,_fl9) von mindestens 20° zur Bewegungsrichtung der Tasterschneide haben.