DE3131511C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abtasteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Maschinen zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen mit einer Abtasteinrichtung und mit einem Tastfinger der gattungsgemäßen Art sind aus der US-PS 36 46 593 bekannt und auch handelsüblich. Bei diesen bekannten Maschinen fällt der Tastfinger bei einer entsprechenden Bewegung des Waagerechtschlittens über die Schneide des zu schleifenden Räumzahns eines Räumwerkzeuges, wo­ durch der Waagerechtschlitten angehalten wird. Außer­ dem erfolgt dann entsprechend der vertikalen Auslenkung des Tastfingers, der mit seiner waagerechten Tastfläche auf der Freifläche des Räumzahns aufliegt, eine Zustell­ bewegung des Senkrechtschlittens mit dem Schleifschlit­ ten. Wenn auf diese Weise der Schleifschlitten mit einer Schleifspindel zugestellt ist, wird der Tastfinger aus seiner Taststellung am Räumzahn ausgehoben und die Schleifscheibe nach einer entsprechenden vorgegebenen Zustellung mehrfach über die schleifende Fläche ge­ führt. Anschließend erfolgt das Schleifen des nächsten Zahnes. Da an der verschlissenen, also zu schleifenden Schneide eines Räumzahns sehr oft sogenannte Verschleiß­ marken sind, die zu Fehlern beim Ermitteln der Istlage der Schneide mittels des Tastfingers führen, ist vor der ebenen Tastfläche eine Hinterschneidung angebracht, so daß die waagerechte Tastfläche bzw. deren vordere, durch die Hinterschneidung begrenzte Kante auf der Frei­ fläche des Räumzahns mit einem Abstand von der Schneide aufliegt, in dem keine Verschleißmarken od. dgl. mehr vorhanden sind. Die Hinterschneidungsfläche, längs derer der Tastfinger über die verschlissene Schneide nach unten fällt, verläuft vertikal. Maschinen zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen dieser Gattung haben sich in der Praxis in großem Umfang bewährt und durchgesetzt.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß sehr oft auch an der Spanfläche im Bereich der Schneide entweder sogenannte Verschleißmarken vorhanden sind, die zu Fehlern beim Ermitteln der Sollage der Schneide führen. Des weiteren gilt insbesondere, daß die verschlissene Schneide ja keine scharfe Kante, sondern eine bogenförmig gekrümmte Fläche ist, so daß Fehler bei der Abtastung auftreten. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, nicht nur die Frei­ fläche, sondern auch die Spanfläche in einem vorgege­ benen Abstand von der ursprünglich vorhandenen Schneid­ kante abzutasten.

Aus der DE 29 26 807 A1 ist es hierzu bekanntgeworden, zwei Tastfinger einzusetzen, von denen der eine die Freifläche abtastet, während der andere die Spanfläche abtastet. Diese Ausgestaltung mag funktionell zufrieden­ stellend sein; sie ist dadurch, daß zwei Tastfinger vor­ gesehen sein müssen, konstruktiv aufwendig und damit auch entsprechend empfindlich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abtasteinrichtung der gattungsgemäßen Art so auszuge­ stalten, daß eine weitgehend beliebige, aber exakte Führung des Tastfingers zur Ermittlung für die Geo­ metrie des Räumwerkzeuges wesentlicher Größen möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeich­ nenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ermöglicht, daß der Tastfinger in rechtwinkligen Koordinaten exakt verschiebbar ist und daß die Bewegung des Tastfingers in jeder Koordinatenrichtung exakt erfaßt wird, so daß eine Abtastung der ursprünglichen Lage der Schneide durch Abtasten der Freifläche und der Spanfläche des je­ weiligen Räumzahns im Abstand von der Schneide möglich ist, wie dies in der parallelen Anmeldung "Tastfinger für eine Abtasteinrichtung einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen" der Anmelderin vom selben Tage (DE 31 31 557 A1) im einzelnen beschrieben ist. Es ist weiterhin aber auch eine Abtastung des Spankammergrundes und des zuge­ ordneten Bereichs der Spanfläche möglich, wodurch eben­ falls die Geometrie des jeweiligen Räumzahnes und damit die Sollage von dessen Schneide erfaßt wird.

Die Ansprüche 2 bis 4 geben konstruktive Maßnahmen an, mittels derer sichergestellt ist, daß der Vertikal­ schlitten und der Horizontalschlitten, von denen einer den Tastfinger trägt, spielfrei aber leichtgängig aus ihrer jeweiligen Ruhelage verschiebbar sind.

Da die erfindungsgemäße Ausgestaltung es ermöglicht, daß der Tastfinger unterhalb und hinter der Schneide die Lage der Spanfläche und/oder des Spankammergrundes ab­ tastet, ist es von Vorteil, die Maßnahmen nach Anspruch 5 vorzusehen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an­ hand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 4,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 2 und

Fig. 6 den unteren zur Anlage an einem Räumwerkzeug kommenden Teil eines Tastfingers in stark ver­ größertem Maßstab.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist eine automatische Räum­ werkzeugschärfmaschine einen auf einem Maschinenbett 1 geführten und von einem im Maschinenbett 1 angeordneten, nicht sichtbaren Servomotor über eine Wälzspindel 2 angetriebenen Waagerechtschlitten 3 auf, der auf einer Magnetspannplatte 4 ein zu schärfendes Räumwerkzeug 5 trägt. Die Räumwerkzeugschärfmaschine weist weiterhin einen mit dem Maschinenbett 1 verbundenen Senkrechtschlit­ ten 7 auf, der ebenfalls über eine Wälzspindel 8 von einem ebenfalls in der Zeichnung nicht sichtbaren Servo­ motor angetrieben wird. Er trägt am oberen Ende drehbar gelagert einen Schleifschlitten 9 mit einer oder mehreren Schleifspindeln 10. Der Schleifschlitten 9 ist auf dem Senkrechtschlitten 7 quer zum Waagerechtschlitten 3, also senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1, hin- und herbewegbar.

Weiterhin sind Schalt- bzw. Steuerschränke 11 vorgesehen, in denen die - vorprogrammierbaren - Steuereinrichtungen zur Ansteuerung der einzelnen Antriebsmotoren unter­ gebracht sind.

Am vorderen Teil der Schleifspindel 10 ist eine Abtast­ einrichtung 12 angeordnet, mittels derer die Geometrie des zu schleifenden Räumwerkzeuges 5 so erfaßt wird, daß ein exaktes Nachschleifen möglich ist. Diese bisher be­ schriebene Räumwerkzeugschärfmaschine ist im Prinzip bei­ spielsweise aus der US-PS 36 46 593 bekannt. Im übrigen ist diese Maschine handelsüblich.

Die Abtasteinrichtung 12 weist ein mittels eines Deckels 13 verschließbares etwa quaderförmiges Gehäuse 14 auf das auf einer nicht dargestellten Grundplatte an der Schleifspindel 10 befestigt ist, wobei die Befestigung auf dieser Grundplatte derart sein kann, daß eine Justierung des Gehäuses 14 mittels Mikrometerschrauben möglich ist, wie es in der US-PS 34 64 593 beschrieben ist.

Auf dem der Schleifspindel 10 zugewandten, dem Deckel 13 gegenüberliegenden Boden 15 des Gehäuses ist ein Trag­ rahmen 16 angeschraubt, der zwei im Abstand voneinander angeordnete vertikale Haltestege und einen diese verbin­ denden oberen horizontalen Haltesteg aufweist.

In den beiden vertikalen Haltestegen 17 sind im Abstand voneinander in einer gemeinsamen vertikalen Ebene zwei Führungsstäbe 20, 21 gehaltert, die in angepaßten Boh­ rungen 22 in den Haltestegen 17, 18 durch Kleben axial unverschiebbar festgelegt sind. Auf diesen beiden hori­ zontalen Führungsstäben 20, 21 ist ein Horizontalschlit­ ten 23 verschiebbar gelagert, der mittels Führungs­ buchsen 24, 25 die beiden Führungsstäbe 20, 21 umgreift, wobei jeweils Kugelkäfige 26, 27 zwischen Führungs­ stab 20 bzw. 21 einerseits und Führungsbuchse 24 bzw. 25 andererseits angeordnet sind, um eine leichtgängige aber spielfreie Führung und horizontale Verschiebbar­ keit des Horizontalschlittens 23 relativ zum Gehäuse 14 der Abtasteinrichtung 12 zu gewährleisten.

Im Horizontalschlitten 23 ist ein Vertikalschlitten 28 vertikal verschiebbar gelagert. Hierzu sind an einem unterhalb des Horizontalschlittens 23 horizontal ange­ ordneten Halteträger 29 zwei vertikale Führungssäulen 30, 31 angebracht, die in entsprechenden Bohrungen 30′, 31′ im Halteträger 29 durch Kleben befestigt sind. Diese Führungssäulen 30, 31 sind in entsprechenden verti­ kalen Führungsbuchsen 32, 33 des Horizontalschlittens 23 vertikal verschiebbar gelagert. Auch hier sind Kugelkäfige 34, 35 zwischen Führungsbuchse 32 bzw. 33 einerseits und Führungssäulen 30 bzw. 31 anderer­ seits vorgesehen, um eine leichtgängige und gleich­ zeitig spielfreie Führung und Verschiebbarkeit des Vertikalschlittens 28 relativ zum Horizontalschlitten 23 zu gewährleisten.

Der Halteträger 29 des Vertikalschlittens 28 ist unter­ halb der unteren Seitenwand 36 des Gehäuses 14 ange­ ordnet, wozu in dieser Seitenwand 36 eine Ausnehmung 37 vorgesehen ist. Ein staubdichter Verschluß dieser Ausnehmung 37 wird durch einen Faltenbalg 38 erreicht, der einerseits am Halteträger 29 und andererseits an der unteren Seitenwand 36 befestigt ist. Am Horizontal­ schlitten 23 ist ein induktiver Wegaufnehmer 39 be­ festigt, indem er in einer entsprechenden Bohrung 40 mittels einer Klemmschraube 41 radial und axial fest­ gelegt und gegen Verdrehen gesichert ist. Ein nach unten herausragendes stabförmiges Stellglied 42 des Wegaufnehmers 39 ist an dem Halteträger 29 des Verti­ kalschlittens 28 festgeschraubt. Da der Wegaufnehmer 39 mit seinem Stellglied 42 parallel zu den Führungs­ säulen 30, 31 angeordnet ist, werden vertikale Verschie­ bungen des Vertikalschlittens 28 in gleichgroße Bewe­ gungen des Stellgliedes 42 des Wegaufnehmers 39 und damit in entsprechende elektrische Signale umgesetzt.

Ein weiterer horizontal angeordneter induktiver Weg­ aufnehmer ist einerseits in einer entsprechenden Boh­ rung 44 des Horizontalschlittens 23 durch Kleben fest­ gelegt. Andererseits ist sein stabförmiges Stellglied 45 an einem vertikalen Haltesteg 18 festgeschraubt. Da auch dieser Wegaufnehmer 43 mit seinem relativ zu ihm verschiebbaren Stellglied 45 parallel zu den hori­ zontalen Führungsstäben 20, 21 angeordnet ist, werden horizontale Verschiebungen des Horizontalschlittens 23 in gleichgroße Verstellbewegungen des Stellgliedes 45 relativ zum Wegaufnehmer 43 und damit in entsprechend elektrische Signale umgesetzt.

In der Bohrung 44 ist eine Anschlagbuchse 46 durch Kle­ ben befestigt, die gegen den vertikalen Haltesteg 18 zur Anlage kommt, in dem das Stellglied 45 des hori­ zontalen Wegaufnehmers 43 befestigt ist. In diese An­ lagestellung wird der Horizontalschlitten 23 durch eine vorgespannte Feder 47 in seine Ruhelage gedrückt, die auf einem Führungsstab 21 angeordnet ist und einerseits gegen den anderen Haltesteg 17 und die diesem zugewandte Seite des Horizontalschlittens 23 anliegt.

Die untere Ruhelage des Vertikalschlittens 28 wird durch dessen Eigengewicht immer wieder eingestellt.

In einer Ausnehmung 48 in einem vertikalen Haltesteg 18 ist ein Hebel 49 um eine Achse 50 schwenkbar gelagert. Der Hebel 49 ist in der Ebene angeordnet, die durch die Verschieberichtungen von Horizontalschlitten 23 und Vertikalschlitten 28 aufgespannt wird; die Achse 50 ist also normal hierzu angeordnet.

Der Hebel 49 weist einen unterhalb der Achse 50 befind­ lichen, von der Achse 50 weggewinkelten Schenkel 51 auf, der einen am Vertikalschlitten 28 befestigten Zapfen 52 untergreift. Dieser Zapfen ist an einem Anschlagstück 53 angebracht, das von oben stirnseitig mittels einer Schraube 54 gegen eine Führungssäule 30 geschraubt ist, wodurch gleichzeitig der Vertikalschlit­ ten 28 gegen ein Herausfallen nach unten aus dem Hori­ zontalschlitten 23 gesichert wird.

An einem oberhalb der Achse 50 endenden Schenkel 55 des Hebels 49 greift unter Zwischenschaltung einer Feder 56 ein Kern 57 eines Hubmagneten 58 an, der an der zuge­ ordneten vertikalen Seitenwand 59 befestigt ist, wobei der Kern 57 diese Seitenwand 59 durch eine Öffnung 60 durchsetzt. Bei einer Erregung des elektromagnetischen Hubmagneten 58 wird der Hebel 49 so verschwenkt, daß der Vertikalschlitten 28 angehoben wird.

Am Halteträger 29 des Vertikalschlittens 28 ist ein Tastfinger 61 befestigt, der in einer angepaßten Aus­ nehmung 62 des Halteträgers 29 angeordnet und mittels eines quer hindurchgeführten Paßstiftes 62 nach oben festgelegt ist. Eine axiale, radiale und tangentiale Fixierung wird durch eine Madenschraube 64 erreicht.

Der Tastfinger 61 weist an seinem unteren Ende eine geneigte Auflauffläche 65 auf, an die sich eine als Vorsignalgeber dienende Vornase 66 anschließt. Diese Vornase 66 wird durch eine senkrecht nach oben zurück­ springende vertikale Fläche 67 begrenzt, an die sich eine waagerechte Anlagefläche 68 anschließt. An deren Ende ist eine Meßkante 69 ausgebildet, die durch die Anlagefläche 68 und eine geneigt nach oben zurück­ springende Hinterschneidungsfläche 70 gebildet wird. Diese Hinterschneidungsfläche 70 begrenzt eine Hin­ terschneidung 71, an die sich eine waagerechte Tast­ fläche 72 anschließt, die zur Hinterschneidung 71 hin eine Kante 73 aufweist.

Die Anlagefläche 68 springt nach oben um das Maß a gegenüber der Vornase 66 zurück. Die waagerechte Tast­ fläche 72 springt noch einmal um das Maß b gegenüber der Anlagefläche 68 nach oben zurück. Beide Maße bewe­ gen sich im Bereich von einigen Zehntel bis 1 Millime­ ter. Auch die waagerechte Erstreckung der Hinterschnei­ dung 71 beträgt einige Zehntel bis maximal 1 Millimeter. Aufbau und Funktionsweise des Tastfingers sind im ein­ zelnen in der parallelen Anmeldung mit der Bezeichnung "Tastfinger für eine Abtasteinrichtung einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen" der Anmelderin vom selben Tage (DE 31 31 557 A1) im einzelnen beschrieben.

Wenn ein Räumwerkzeug 5, dessen verschlissene Schneiden 74 durch Schleifen der Spanfläche 75 und/oder der Frei­ fläche 76 wieder geschärft werden sollen, durch entspre­ chenden Antrieb des Waagerechtschlittens 3 in Richtung 77 bewegt wird, dann läuft der Tastfinger 61 über die Freifläche 76 und fällt mit seiner Vornase 66 über die Schneide 74. Durch diese Bewegung wird ein Signal im vertikalen Wegaufnehmer 39 ausgelöst, durch das der Antriebsmotor des Waagerechtschlittens 3 vom Schnellgang auf einen Schleichgang umgeschaltet wird.

Bei der nachfolgenden Weiterbewegung des Waagerecht­ schlittens in Richtung 77 fällt der Tastfinger 61 weiter nach unten, wenn die Hinterschneidungsfläche 70 die Schneide 74 erreicht. Hierbei kommt die Tastfläche 72 bzw. deren Kante 73 zur Auflage auf der Freifläche 76. Durch dieses erneute Signal des vertikalen Wegauf­ nehmers wird der Antriebsmotor des Waagerechtschlittens zuerst gestoppt und dann umgesteuert, so daß jetzt der Waagerechtschlitten 3 entgegen der Richtung 77 bewegt wird, bis die Meßkante 69 des Tastfingers 61 zur Anlage gegen die Spanfläche 75 unterhalb der Schneide 74 kommt. Hierbei wird der Horizontalschlit­ ten 23 gegen die Feder 47 horizontal verschoben, wo­ durch gleichzeitig vom Wegaufnehmer 43 ein Signal ab­ gegeben wird, mittels dessen der Waagerechtschlitten endgültig gestoppt wird. Über den Wegaufnehmer 39 wird eine Zustellung des Senkrechtschlittens 7 ausgelöst, bis der Abgleich des Wegaufnehmers erreicht ist. An­ schließend werden weitere Folgeoperationen ausgelöst. Diese umfassen zuerst die Erregung des Hubmagneten 58, dessen Kern 57 in diesen hineingezogen wird, wodurch der Hebel 49 um die Achse 50 verschwenkt wird und den Vertikalschlitten 28 einerseits, andererseits aber auch den Horizontalschlitten 23 weiter aus einer Ruhelage heraus verschiebt, so daß der Tastfinger 61 von der Freifläche 76 und der Spanfläche 75, ohne dort zu schleifen, frei vom jeweiligen Räumzahn 78 abgehoben wird. Außerdem werden hierdurch dann die eigentlichen Schleifoperationen ausgelöst.

Claims (5)

1. Abtasteinrichtung für eine Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen, die einen Waagerechtschlit­ ten zur Aufnahme eines zu schleifenden Räumwerkzeugs und einen mit mindestens einer Schleifspindel versehenen Senkrechtschlitten aufweist, wobei ein relativ zur Ab­ tasteinrichtung etwa vertikal bewegbarer Tastfinger zum Erfassen der Lage eines jeweiligen Räumzahnes des ent­ sprechenden Räumwerkzeuges vorgesehen ist, der mit mindestens einem wegabhängig Signale zur Ansteuerung von Antrieben der Maschinen-Schlitten abgebenden Glied gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tast­ finger (61) an einem von zwei senkrecht zueinander ver­ schiebbaren Schlitten (Horizontalschlitten 23, Vertikal­ schlitten 28) angebracht ist und daß jedem Schlitten ein dessen Verschiebeweg aus der Ruhelage erfassender Wegaufnehmer (39, 43) zugeordnet ist.

2. Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Tastfinger (61) an einem vertikal in einem Horizontalschlitten (23) verschiebbar gelagerten Vertikalschlitten (28) angebracht ist, wobei der Hori­ zontalschlitten (23) auf gegenüber der Abtasteinrichtung (12) festen Führungen (Führungsstäbe 20, 21) horizontal verschiebbar gelagert ist.

3. Abtasteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Vertikalschlitten (28) und Horizontal­ schlitten (23) mittels Führungssäulen (30, 31) bzw. Führungsstäben (20, 21) und entsprechenden diese auf­ nehmenden Führungsbuchsen (32, 33; 24, 25) gelagert sind.

4. Abtasteinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in den Führungsbuchsen (24, 25; 32, 33) jeweils Wälzlager vorgesehen sind.

5. Abtasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Hubeinrichtung zum Abheben des Tastfingers vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubein­ richtung mit einem schwenkbaren Hebel (49) verbunden ist, der an einem der Schlitten (Vertikalschlitten 28) angreift und in der Ebene angeordnet ist, die durch die Verschieberichtung für den Horizontalschlitten (23) und den Vertikalschlitten (28) aufgespannt wird.