DE4316789A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Schärfen eines Kreissägeblattes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schärfen eines Kreissägeblattes mittels einer rotierenden Schleifscheibe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Eine bekannte Vorrichtung zum Schärfen eines Kreissäge­ blattes mittels einer rotierenden Schleifscheibe besteht aus einer Schleifeinheit mit einer von einem Antriebsmotor angetriebenen Schleifscheibe. Die Schleifeinheit liegt quer zur Ebene des Sägeblattes und ist in etwa radial zu diesem verfahrbar, wobei das Kreissägeblatt auf einem Ende einer Welle drehfest angeordnet ist, die von einer Stellvorrichtung drehbar ist. Das Kreissägeblatt weist eine Randkontur mit in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Teilung aufeinanderfolgenden Schneidzähnen auf, die durch Materialabtrag mittels der Schleifscheibe geschärft werden sollen. Hierzu ist zu Beginn des Schleifvorgangs ein Ausrichten der Schleifbahn mit der Randkontur des Kreissägeblattes notwendig, um für ein ordnungsgemäßes Schleifen bzw. Nachschleifen einen definierten Startpunkt zu erhalten. Die Bedienungsperson hat hierzu durch manuelle Feineinstellung die Drehlage des Kreissägeblattes relativ zur Schleifscheibe einzujustieren, bis die Deckung zwischen der Schleifbahn und der Randkontur des Kreissägeblattes und damit ein definierter Startpunkt gegeben ist. Dies ist zeitaufwendig und bedarf einer gewissen Fertigkeit der Bedienungsperson, die nach jedem abgeschlossenem Schärfvorgang das Kreissägeblatt manuell wechselt und das neue zu schärfende Kreissägeblatt einlegen und ausrichten muß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Schärfen eines Kreissägeblattes mittels einer rotierenden Schleifscheibe derart auszubilden, daß ohne weitergehende Fertigungskenntnisse nach Einspannen eines Kreissägeblattes ein Schärfvorgang auch von einer ungeübten Person eingeleitet werden kann sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.

Die Aufgabe wird nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst; eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 6 angegeben.

Durch die Anordnung des Sensors und der wiederholten Drehlageverstellung des Kreissägeblattes in Verbindung mit einer radialen Verlagerung des Sensors relativ zur Drehachse des Kreissägeblattes kann sowohl ein höchster Punkt wie ein niedrigster Punkt der Randkontur ermittelt werden. Da der in Umfangsrichtung des Kreissägeblattes bestehende Abstand zwischen dem Sensor und der Schleifscheibe als Konstruktionsmaß bekannt ist, kann nach Ermittlung eines ausgewählten Punktes der Randkontur die Ist-Lage des Kreissägeblattes zur Schleifscheibe durch Berechnung bestimmt werden. Hieraus ergibt sich dann die für einen Startpunkt notwendige Korrektur der Drehlage des Kreissägeblattes; die Randkontur wird also durch Drehen des Kreissägeblattes in etwa zur Deckung mit der Schleifbahn gebracht, so daß ein definierter Startpunkt gegeben ist.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einem die Randkontur abtastenden Sensor, der mit einer Positionserkennungseinheit verbunden ist, wobei das Ausgangssignal der Positionserkennungseinheit die Steuervorrichtung zur Verstellung der Stellvorrichtung ansteuert. Die Positionserkennungseinheit ermittelt über den abtastenden Sensor einen ausgewählten Punkt der Randkontur (höchster Punkt, niedrigster Punkt), dessen Lage der Steuervorrichtung mitgeteilt wird, worauf diese die Stellvorrichtung zur Änderung der Relativlage der Schleifscheibe zu dem zu schärfenden Kreissägeblatt betätigt, um die Schleifbahn in Deckung mit der Randkontur des Kreissägeblattes zu bringen, wodurch ein Startpunkt gegeben ist.

Der Aufwand zur Berechnung der Drehlage des Kreissägeblattes bzw. dessen Randkontur zur Schleifscheibe kann dadurch verringert werden, daß der Sensor in Umfangsrichtung des Kreissägeblattes mit einem Abstand zur Schleifscheibe liegt, der dem n-fachen der Teilung entspricht, wobei n eine natürlich Zahl gleich oder größer Null ist.

Bevorzugt besteht der Tastsensor aus der Schleifscheibe selbst und einem Schwingungsaufnehmer, welcher am Maschinengehäuse der Vorrichtung befestigt ist. Bei einem Kontakt der rotierenden Schleifscheibe mit dem Kreissägeblatt tritt ein Körperschall auf, der durch den Sensor erfaßt wird. Das Ausgangssignal des Sensors gibt somit die Berührung der rotierenden Schleifscheibe mit der Randkontur wieder. Auf diese Weise können sukzessive in Umfangsrichtung aufeinanderfolgende Punkte der Randkontur ermittelt werden, so daß nach Bestimmen einer vorgegebenen Anzahl von Punkten die Positionserkennungseinheit die Ist- Drehlage der Randkontur zum Ort der Schleifscheibe bestimmen und den Kreissägeblattträger derart drehen kann, daß eine Deckung zwischen der Schleifbahn und der Randkontur gewährleistet ist. Bevorzugt kann auch die Zahnform selbst mit Frei- und Spanwinkel punktweise erfaßt werden.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, in der ein nachfolgend im einzelnen beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist.

Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Schärfen eines Kreissägeblattes,

Fig. 2 eine Prinzipskizze zur Vorrichtung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung besteht aus einer Schleifeinheit 1, die aus einer Schleifscheibe 2 und einem die Schleifscheibe 2 in Pfeilrichtung rotierend antreibenden Motor 3 besteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schleifeinheit 1 mittels einer Stellvorrichtung 4 in Richtung des Doppelpfeils 5 quer zur Rotationsachse verstellbar. Die Stellvorrichtung 4 ist gehäusefest am Maschinenständer 6 festgelegt.

Am Maschinenständer 6 ist ferner eine Stellvorrichtung 7 für einen Träger 8 festgelegt. Der zylindrische Träger 8 kann in Richtung des Doppelpfeils 9 axial verstellbar sein, wobei an dem freien Ende des Trägers 8 ein Kreissägeblatt 10 mittels einer Spanscheibe 11 und einer Spanschraube 12 festlegbar ist. Das drehfest auf dem Träger 8 gehaltene Kreissägeblatt 10 kann durch Drehung des Trägers 8 um seine Längsachse 13 in Richtung des Doppelpfeils 14 verstellt werden. Das Kreissägeblatt besteht aus Metall, insbesondere HSS-Metall und dient zum Schneiden von weicherem Metall o. dgl.

Die Stellvorrichtung 4 für die Schleifeinheit 1 wie die Stellvorrichtung 7 für den Kreissägeblattträger 8 sind von einer Steuervorrichtung 20 gesteuert, der über eine Eingabe­ einheit 21 die zum Schärfen des Kreissägeblattes notwendigen Daten mitgeteilt sind.

Bevor die Schleifscheibe 2 - wie in Fig. 2 dargestellt - in Schleifkontakt mit dem Kreissägeblatt 10 treten kann, muß die durch die Teilung T der in Umfangsrichtung aufeinanderfolgenden Zähne 18 gebildete Randkontur 15 des Kreissägeblattes 10 mit der durch die Überlagerung der radialen Stellbewegung der Schleifeinheit 1 in Richtung des Doppelpfeils 5 und der Drehbewegung des Kreissägeblattes 10 in Richtung des Doppelpfeils 14 zusammengesetzten Schleifbahn zur Deckung gebracht werden. Da das Kreissägeblatt 10 in beliebiger Drehlage auf dem Ende des Kreissägeblattträgers 8 festgelegt werden kann, muß die Stellvorrichtung 7 des Kreissägeblattträgers 8 solange um die Längsachse 13 in Pfeilrichtung 14 gedreht werden, bis sich die Randkontur 15 mit der eingestellten Schleifbahn deckt.

Zum Ausrichten der Relativlage von Kreissägeblatt 10 und Schleifscheibe 2 wird nach Drücken des Startknopfes 22 ein ausgewählter Punkt der Randkontur 15 des Kreissägeblattes ermittelt. Der ausgewählte Punkt kann der radial äußerste Punkt 19 eines Schneidzahns 18 sein, wie in Fig. 2 dargestellt. Ein geeigneter Sensor, z. B. eine Gabellichtschranke 16a oder ein mechanischer Tastsensor 16b wird mittels einer Vorschubeinheit 26 aus einer vorbekannten Nullage radial zum Kreissägeblatt 10 zugestellt, bis der Sensor 16a bzw. 16b ein Ausgangssignal abgibt, z. B. bei der Gabellichtschranke 16a der Lichtstrahl unterbrochen wird. Nunmehr wird von der Steuervorrichtung 20 die Stell­ vorrichtung 7 betätigt, um den Kreissägeblattträger 8 in die eine oder andere Richtung des Doppelpfeils 14 um einen vorbestimmten inkrementalen Drehwinkel zu drehen. Bleibt die Gabellichtschranke 16a unterbrochen, wird sie von der Vor­ schubeinheit 26 um einen vorbestimmten Betrag zurückgefahren und das Kreissägeblatt 10 durch Drehung des Kreissäge­ blattträgers 8 mittels der Stellvorrichtung 7 erneut um einen vorgebbaren Betrag in beide Richtungen des Doppelpfeils 14 gedreht. Wechselt in der einen Drehrichtung das Signal der Gabellichtschranke 16a und bleibt es in der anderen Richtung konstant, ist ein Rand 17 (Fig. 2) der Randkontur 15 erfaßt. Nunmehr wird abwechselnd der Sensor 16a um einen weiteren inkrementalen Wegbetrag radial nach außen verstellt und die Drehbewegung rechts/links des Kreissägeblattträgers so lange fortgeführt, bis in die eine wie in die andere Drehrichtung die Lichtschranke nicht unterbrochen wird. Ist diese Bedingung erfüllt, ist der Strahl der Lichtschranke genau auf einen höchsten Punkt 19, nämlich der Spitze eines Schneidzahns 18 ausgerichtet. Da die Steuervorrichtung den Verschiebeweg des Sensors aus seiner Nullage in die Tast-Endlage erfaßt hat, kann sie unter Berücksichtigung der Teilung T des Kreissägeblattes 10 die Lage der Randkontur 15 relativ zur Lage der Schleifscheibe 2 errechnen.

Über die Eingabeeinheit 21 ist der Steuervorrichtung 20 die gewünschte Schleifbahn mitgeteilt; durch Ansteuerung der Stellvorrichtung 7 wird der Kreissägeblattträger 8 derart gedreht, daß die Randkontur 15 des Kreissägeblattes deckungsgleich mit der eingestellten Schleifbahn liegt, wodurch der Startpunkt festgelegt ist. Nunmehr wird von der Steuervorrichtung 20 der Schärfvorgang eingeleitet, wobei die rotierende Schleifscheibe 2 in Richtung des Doppelpfeils 5 relativ zum Kreissägeblatt 10 vor- und zurückfährt, während die Steuervorrichtung 20 die Stellvorrichtung 7 derart betätigt, daß der Kreissägeblattträger 8 mit dem drehfest auf ihm befestigten Kreissägeblatt 10 entsprechend der Lage der Schleifscheibe 2 gedreht wird. Durch die Überlagerung der beiden Bewegungen unter Berücksichtigung der durch die Eingabeeinheit 21 eingegebenen Daten wird nun von der Randkontur 15 ein vorbestimmter Betrag längs einer Schleifbahn abgetragen, wobei der Betrag längs der Randkontur 15 unterschiedlich vorgewählt sein kann. Es kann vorteilhaft sein, den Kreissägeblattträger zusätzlich in Richtung des Doppelpfeils 9 auf- und abzufahren.

In bevorzugter Ausführungsform der Erfindung bildet die rotierende Schleifscheibe 2 der Schleifeinheit 1 zusammen mit einem Schwingungsaufnehmer 16c einen Tastsensor. Der Schwingungsaufnehmer 16c ist ein Körperschallsensor, welcher ortsfest im Maschinengehäuse, so z. B. am Kreissägeblattträger 8 oder am Maschinenständer festgelegt ist. Mit Betätigen des Startknopfes 22 in einer beliebigen Stellung des Kreissägeblattes 10 wird die rotierend angetriebene Schleifscheibe 2 in Pfeilrichtung 5 von der Steuervorrichtung 20 an die Randkontur 15 herangefahren. Die Berührung der rotierenden Schleifscheibe 2 mit der Rand­ kontur 15 bedingt einen Körperschall, der über die einzelnen Bauteile und den Maschinenständer zum Körperschallsensor 16 gelangt und über eine Positionserkennungseinheit 23 der Steuervorrichtung 20 mitgeteilt wird. Sobald die Schleif­ scheibe 5 die Randkontur 15 berührt, schaltet die Steuer­ vorrichtung 20 den Vorschub der Stellvorrichtung 4 ab und stellt die Schleifscheibe um einen vorbestimmten Betrag zurück. Durch Ansteuerung der Stellvorrichtung 7 wird der Kreissägeblattträger 8 um einen inkrementalen Winkelanteil gedreht und die Schleifscheibe 2 wieder in Pfeilrichtung 5 auf das Kreissägeblatt 10 zugestellt, bis es die Randkontur 15 berührt. Auf diese Weise erfolgt ein punktweises Abtasten der Randkontur, wobei jeder Kontaktpunkt bezogen auf die Drehlage des Kreissägeblattträgers 8 in der Positionser­ kennungseinheit 23 abgespeichert wird, bis die Randkontur 15 ausreichend genau erkannt und deren Drehlage zur Schleifscheibe 2 bestimmbar ist. Die Steuervorrichtung 20 richtet dann durch Ansteuerung der Stellvorrichtung 7 die Drehlage des Kreissägeblattträgers 8 derart aus, daß die Randkontur 15 deckungsgleich mit der Schleifbahn der Schleifscheibe 2 ist. Sodann wird der Schärfvorgang mit vorbestimmtem Abtrag an dem eingestellten Startpunkt gestartet.

Während bei dem aus Schleifscheibe 2 und Körperschallsensor 16c gebildeten Sensor der Ort der Randkonturerfassung am Ort des - späteren - Schleifeingriffs erfolgt, ist die Anordnung einer Gabellichtschranke 16a oder eines mechanischen Tastsensors 16b im Bereich der Schleifeinheit 1 technisch nur schwer möglich. Daher wird ein Sensor wie eine Gabellichtschranke 16a bzw. ein mechanischer Tastsensor 16b in Umfangsrichtung des Kreissägeblattes 10 versetzt zum Ort der Schleifscheibe 2 angeordnet; vorzugsweise entspricht der Umfangsabstand des Sensors zur Schleifscheibe dem n-fachen der Teilung T, wobei n eine ganze Zahl größer Null ist.

Mit einem angeordneten Sensor kann auch die Zahngeometrie, d. h. die Zahnform mit Frei- und Spanwinkel abgetastet werden, wobei die Abtastung auch über den gesamten Umfang des Kreissägeblattes erfolgen kann. Auf diese Weise kann die Anzahl der einzugebenden Daten verringert werden. Meist wird die Abtastung der Form eines Zahnes ausreichend sein; vorteilhaft wird nach Ermittlung des höchsten (radial äußersten) Punktes eines Zahnes das Kreissägeblatt um die eingegebene Teilung T verstellt, um die Höhe des benach­ barten Zahnes abzutasten und - sollte der Zahn höher sein - dessen höchsten (radial äußersten) Punkt zu bestimmen. Diese Verfahrensweise ist bei Kreissägeblättern mit in der Höhe wechselnden Zähnen notwendig, um den Startpunkt sicher festzulegen.

Claims (14)

1. Verfahren zum Schärfen eines Kreissägeblattes mittels einer rotierenden Schleifscheibe (2), wobei das Kreissägeblatt (10) eine Randkontur (15) mit in Umfangsrichtung mit vorbestimmter Teilung (T) aufeinanderfolgenden Schneidzähnen (18) aufweist und die Schleifscheibe (2) sowie das zum Schärfen eingespannte Kreissägeblatt in radialer Richtung (R) des Kreissägeblattes (10) sowie in dessen Umfangsrichtung (14) längs einer Schleifbahn relativ zueinander verfahrbar sind, wobei zu Beginn des Schleifvorgangs durch relatives Ausrichten von Schleifscheibe (2) und Kreissägeblatt (10) die zum Schärfen abzufahrende Schleifbahn mit der Randkontur (15) des Kreissägeblattes (10) in etwa zur Deckung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkontur (15) des Kreissägeblattes (10) mittels eines Sensors (16a, 16b, 16c) abgetastet wird, wobei der radiale Abstand des Sensors (16a, 16b, 16c) zur Drehachse (13) des Kreissägeblattes (10) und die relative Drehlage des Kreissägeblattes (10) zum Sensor (16a, 16b, 16c) mehrfach verstellt werden und die den Lageverstellungen entsprechenden Ausgangssignale des Sensors (16a, 16b, 16c) zu einer nächsten Lageverstellung ausgewertet werden, bis ein ausgewählter Punkt (18) der Randkontur (15) und damit die Relativlage des Kreissägeblattes (10) zur Schleifscheibe festgestellt ist, wonach die Randkontur (15) zur Schleifbahn maschinell ausgerichtet und der Schärfvorgang mit einem vorbestimmten Abtrag gestartet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Punkt (18) ein höchster oder tiefster Punkt der Randkontur (15) ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgewählte Punkt ein höchster Punkt der Randkontur (15) ist und nach dessen Ermittlung die Drehlage des Kreissägeblattes und eine Teilung (T) verstellt und der höchste Punkt eines benachbarten Zahnes überprüft wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahngeometrie mit dem Freiwinkel und dem Spanwinkel punktweise abgetastet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16a, 16b, 16c) radial verschoben und das Kreissägeblatt (10) in Umfangsrichtung verstellt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer Stellvorrichtung (4, 7) zur Änderung der Relativlage der Schleifscheibe (2) zu dem zu schärfenden Kreissägeblatt (10) und einer Steuervorrichtung (20) zur Betätigung der Stellvorrichtung (4, 7), dadurch gekennzeichnet, daß ein die Randkontur (15) abtastender Sensor (16a, 16b, 16c) mit einer Positionserkennungseinheit (23) verbunden ist, deren Ausgangssignal die Steuervorrichtung zur Verstellung der Stellvorrichtung (4, 7) ansteuert.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16a, 16b, 16c) in Umfangsrichtung des Kreissägeblattes mit einem Abstand zur Schleifscheibe (2) liegt, der dem n-fachen der Teilung (T) entspricht, wobei n eine natürliche Zahl gleich oder größer Null ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16a) eine Lichtschranke, insbesondere eine Gabellichtschranke ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16b, 16c) ein mechanischer Tastsensor ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastsensor aus der Schleifscheibe (2) und einem Schwingungsaufnehmer (16c) besteht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungsaufnehmer (16c) ein vorzugsweise an einem vorbestimmten Ort des Maschinengehäuses angeordneter Körperschallsensor ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperschallsensor (16c) an einem vorzugsweise zylindrischen Träger (8) des Kreissägeblattes (10) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperschallsensor (16c) am Maschinenständer (6) angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (16a, 16b) am Ort der Schleifscheibe (2) im Wechsel mit dieser angeordnet ist.