DE4331253A1 - Verfahren zum Erzeugen eines Profils an einem Werkstück - Google Patents
Verfahren zum Erzeugen eines Profils an einem WerkstückInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen eines vorge
gebenen Profils an einem rotierenden Werkstück mit einem mate
rialabtragenden Werkzeug mit vorgegebener Sollkontur, gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zum Erzeugen von Profilen in Werkstücken werden Werkzeuge ver
wendet, deren Kontur weitgehend bekannt ist. Aus dieser Kontur,
dem gewünschten Profilverlauf und ggf. weiteren Werkstück- und
Werkzeugparametern sind die geometrischen Bedingungen definiert,
die bei der Bahnsteuerung der Relativbewegung von Werkstück und
Werkzeug zugrundegelegt werden. Um das Werkstück mit hoher
Genauigkeit bearbeiten zu können, um also Profile möglichst
geringer Formabweichung zu erzeugen, ist es wünschenswert, daß
die tatsächliche Kontur des Werkzeugs möglichst exakt mit
seiner Sollkontur übereinstimmt. Abweichungen der tatsächli
chen Werkzeugkontur von seiner Sollkontur führen zu Formfeh
lern des am Werkstück erzeugten Profils.
In einer Reihe von Profilerzeugungsverfahren wird ein Werkzeug
verwendet, dessen Kontur durch einen Spitzenradius, die Lage
des Mittelpunkts des Spitzenradius und den Profilwinkel defi
niert ist, den die zum Spitzenradius hin verlaufenden Flanken
des Werkzeugs einschließen. Das trifft für Abrichtwerkzeuge zum
bahngesteuerten Abrichten von Schleifscheiben, insbesondere auf
Abrichtdiamanten oder z. B. diamant- oder CBN-besetzte Abricht
scheiben, ebenso zu wie für bahngesteuert geführte Schleifwerk
zeuge oder auch z. B. Drehmeißel. Das ideale Werkzeug, bei
spielsweise ein Abrichtdiamant, weist an der Spitze im Ar
beitsbereich als Sollkontur einen sphärischen Flächenabschnitt
auf, dessen Radialschnitt durch den Arbeitspunkt einen
Kreisbogen bildet (Spitzenradius) . Abweichungen des Radius des
Kreisbogens von seinem Sollwert und Lageabweichungen des Werk
zeugs von einer Sollage können in der Steuerung der Maschine
kompensiert werden. Normalerweise weicht aber auch die tatsäch
liche Kontur des Werkzeugs von der Sollkontur, beispielsweise
dem Kreisbogen ab, was auf Fehler bei der Herstellung des
Werkzeugs oder auf Verschleiß zurückzuführen sein kann. Diese
Formfehler nehmen in der Regel in unterschiedlichen Konturab
schnitten entlang der Kontur unterschiedliche Werte an und
können insbesondere dann, wenn der profilerzeugende Berührungs
punkt des Werkzeugs mit dem Werkstückprofil (Arbeitspunkt)
während der Profilerzeugung auf der Werkzeugkontur wandert, zu
unterschiedlichen, nicht vorhersehbaren Formfehlern des Werk
stückprofils führen. Das ist immer dann der Fall, wenn der
Profilverlauf nicht geradlinig ist und/oder das Werkzeug wäh
rend der Profilerzeugung geschwenkt wird. Die Konturabweichun
gen von der Sollkontur des Werkzeugs und damit die Profilfehler
im Werkstück können sich im Laufe der Profilerzeugung durch
Verschleiß des Werkzeugs auch ändern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein weiteres Verfah
ren der eingangs beschriebenen Art anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs be
schriebenen Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen. Gemäß der Erfindung werden
also Konturabweichungen des Werkzeugs von seiner Sollkontur
erfaßt und in der Bahnsteuerung kompensiert, so daß eine hoch
exakte Profilerzeugung im Werkstück möglich ist.
Gemäß Anspruch 2 wird bei der bahngesteuerten Profilerzeugung
laufend die Lage des Arbeitspunktes auf der Werkzeugkontur
überwacht, so daß aus dem Korrekturwertspeicher die zutreffen
den Korrekturwerte abgerufen und bei der Bahnsteuerung berück
sichtigt werden können. Nach Anspruch 2 und 3 wird die Lage
des Arbeitspunktes des Werkzeugs in Abhängigkeit von dem Ver
lauf der Tangente an das zu erzeugende Profil im Arbeitspunkt
und der Winkellage des Werkzeugs relativ zur Tangente ermit
telt. Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ist ein Bezugssystem
vorgegeben, in dem die Abweichungen der tatsächlichen Kontur
des Werkzeugs von seiner Sollkontur bestimmten Konturabschnit
ten bzw. Schwenkwinkeln zugeordnet werden können und für die
Korrektur der Bahndaten der Bahnsteuerung sicher abgerufen
werden können.
Durch die Maßnahmen des Anspruchs 6 ergeben sich besonders
einfache geometrische Verhältnisse, welche den Steuerungsauf
wand verringern und die Korrekturwertzuordnung erleichtern.
Anspruch 7 stellt eine relativ einfache und zuverlässige Mög
lichkeit der Ermittlung der Korrekturwerte in Abhängigkeit vom
Konturverlauf des Werkzeugs bereit.
Zur Ermittlung der tatsächlichen Kontur des Werkzeugs ist
gemäß der Ausführungsform der Erfindung nach den Ansprüchen 8
und 9 eine Tasteinrichtung mit einem mechanischen Taster vor
gesehen, dessen Auslenkung als Maß für den Verlauf der tatsäch
lichen Kontur des Werkzeugs erfaßt wird. Dabei werden für die
Ermittlung der tatsächlichen Werkzeugkontur die ggf. vorhande
nen Bewegungsachsen des Werkzeugs verwendet, wobei die Tastein
richtung keine zusätzliche Achse erfordert. Gemäß der Ausfüh
rungsform nach den Ansprüchen 10 und 11 kann die tatsächliche
Kontur des Werkzeugs optisch erfaßt werden. Eine gemäß Ansprü
chen 12 und 18 weiterhin vorgesehene Möglichkeit besteht darin,
die tatsächliche Kontur des Werkzeugs in einem Testwerkstück
nachzubilden und die Nachbildung zur Erfassung von Abweichun
gen mit der Sollkontur zu vergleichen. In diesem Fall wird
durch Ausmessen der im Testwerkstück bzw. in einem Meßwerkstück
nachgebildeten tatsächlichen Kontur des Werkzeugs die Abwei
chung von der Sollkontur festgestellt, und es werden entspre
chende Korrekturwerte in die Steuerung eingegeben.
Ein besonders schnelles und rationelles Verfahren, das auch
eine laufende Aktualisierung der Korrekturwerte in Abhängigkeit
von sich ändernden Konturabweichungen erlaubt, geben die An
sprüche 13 und 14 an.
Besonders vorteilhaft ist das vorgeschlagene Verfahren beim
bahngesteuerten Abrichten von Schleifscheiben mit einem Abricht
diamanten oder einer Abrichtscheibe. Aus diesem Grunde ist
gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise als Werkstück eine
Schleifscheibe einer Schleifmaschine vorgesehen. Als Werkzeug
ist gemäß den Ansprüchen 16 und 17 dementsprechend ein Abricht
werkzeug zum Abrichten einer Schleifscheibe auf einer Schleif
maschine vorgesehen. Durch die Maßnahmen des Anspruchs 19
werden bei der Vorgabe der Korrekturwerte in der Steuerung die
jeweilige Schwenkposition des Werkzeugs und der Profilwinkel
des Werkstückprofils berücksichtigt, wodurch sich eine weiter
verbesserte Profilerzeugung ergibt. Merkmale einer weiteren
Variante des erfindungsgemäß vorgeschlagenen Verfahrens, die
die Gefahr des Entstehens ungleichmäßiger Verschleißerscheinun
gen an der Werkzeugkontur weitgehend ausschließt bzw. stark
herabsetzt, sind in den übrigen Ansprüchen enthalten.
Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Verfahren bietet den
Vorteil, daß Abweichungen der tatsächlichen Kontur eines Werk
zeugs zum Erzeugen von Profilen in Werkstücken erfaßt und daß
Korrekturwerte für eine entsprechende Korrektur der Bahndaten
für die Bahnsteuerung des Werkzeugs in der Steuerung berücksich
tigt werden. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren erhöht
also die Genauigkeit und Formtreue der Profilerzeugung. Da das
Verfahren auch on-line auf der Maschine durchgeführt werden
kann, bietet es zusätzlich die Möglichkeit, die Veränderung von
Konturfehlern während des Betriebes durch Verschleiß zu ent
decken und die gespeicherten Korrekturwerte entsprechend zu
aktualisieren, so daß auch bei längerem Betrieb eine gleichblei
bend hohe Genauigkeit der Profilerzeugung gewährleistet ist.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß gleich
zeitig mit den Konturfehlern auch Fehler der Justage des Werk
zeugs und Führungsfehler, insbesondere bei schwenkbarem Werk
zeug, erfaßt und korrigiert werden. Darüber hinaus bietet das
Verfahren die Möglichkeit, Verschleiß an der Arbeitskontur des
Werkzeugs weitgehend ganz zu vermeiden oder wenigstens stark
zu reduzieren bzw. die Auswirkungen von entstehendem Verschleiß
weitgehend gleichmäßig auf die ganze Arbeitskontur zu verteilen.
Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen
Fig. 1 eine Darstellung der geometrischen Verhältnisse beim
bahngesteuerten Abrichten einer Schleifscheibe,
Fig. 2 eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach
der Erfindung in einer schematischen Darstellung,
Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach
der Erfindung,
Fig. 4 die Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung auf
das bahngesteuerte Schleifen eines Werkstücks,
Fig. 5 eine Anordnung zum Erfassen der tatsächlichen Kontur
des Abrichtwerkzeugs mit mechanischen Tastern,
Fig. 6 eine andere Anordnung zum Erfassen der tatsächlichen
Kontur des Abrichtwerkzeugs mit einer optischen
Meßeinrichtung,
Fig. 7 eine Darstellung von Korrekturvektoren für die Kom
pensation von Formfehlern des Werkzeugs,
Fig. 8 eine Meßanordnung zum Erfassen von Profilfehlern
einer Abrichtscheibe in schematischer Darstellung,
Fig. 9 das Abrichten eines Profilabschnitts einer Schleif
scheibe zur Darstellung einer Variante des Verfah
rens nach der Erfindung,
Fig. 10 eine Darstellung der Eingriffsgeometrie beim Abrich
ten einer Schleifscheibe und
Fig. 11 ein Kontaktzeitdiagramm zur Optimierung der Kontakt
punktbelastungen.
Fig. 1 zeigt die Verhältnisse beim Abrichten einer Schleif
scheibe 2 mit einem Abrichtwerkzeug, insbesondere einem in der
Figur in vielfacher Vergrößerung dargestellten Abrichtdiamanten
1, wobei an der um eine Drehachse 3 rotierenden Schleifscheibe
ein vorgegebenes Profil erzeugt wird. Zur Erläuterung ist aus
dem Profil der sonst nicht weiter dargestellten Schleifscheibe 2
ein Profilabschnitt P dargestellt, der unter einem Winkel γ
geradlinig zur Drehachse 3 der Schleifscheibe verläuft.
Der Abrichtdiamant hat eine durch einen Kreisbogen mit dem
Radius r (sogenannter Spitzenradius) um den Mittelpunkt M defi
nierte Sollkontur Ks, die in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet
ist und auf beiden Seiten in im wesentlichen geradlinige Flan
ken 1a und 1b übergeht. Beim Abrichten wird der Abrichtdiamant 1
unter Abtragung von Schleifscheibenmaterial am Profil entlang
geführt, wobei sich ein Arbeitspunkt der Kontur des Abricht
werkzeugs an dem erzeugten Profil entlangbewegt, dieses Profil
also erzeugt. Die der Bewegung des Arbeitspunktes entsprechende
Relativbewegung zwischen dem Abrichtwerkzeug und der Schleif
scheibe erfolgt wenigstens in zwei linearen Achsen, (z. B.
Y-Achse und Z-Achse bei Flach- oder Profilschleifmaschinen oder
X-Achse und Z-Achse bei Rundschleifmaschinen) , deren Antriebe
von der Bahnsteuerung der Maschine entsprechend den für das
gewünschte Profil erforderlichen Lagekoordinaten des Arbeits
punktes geführt werden.
Hat der Abrichtdiamant 1 seine Sollkontur Ks, so liegt der
Arbeitspunkt As exakt auf dem Sollprofil Ps, so daß die Bewe
gung des Arbeitspunktes entlang dem Schleifscheibenprofil genau
das Sollprofil Ps erzeugt. Durch den Spitzenradius r, den
Arbeitswinkel β zwischen der Scheitellinie 4 und der den
Arbeitspunkt As und den Mittelpunkt M verbindenden Linie 6 und
durch den Profilwinkel γ sind die Lagekoordinaten des
Abrichtdiamanten und/oder der Schleifscheibe in den linearen
Maschinenachsen eindeutig bestimmt. Das Schleifscheibenprofil
kann unter diesen Voraussetzungen mit höchster Formtreue bahn
gesteuert abgerichtet werden.
In der Praxis hat der Abrichtdiamant oder ein anderes einge
setztes Abrichtwerkzeug selten exakt die vorgegebene Sollkontur.
Das mit einem solchen Werkzeug erzeugte Profil weicht daher in
der Regel von dem gewünschten Sollprofil ab, was die Genauig
keit einer Werkstückbearbeitung mit der so behandelten Schleif
scheibe erheblich beeinträchtigen kann. Diese insbesondere beim
bahngesteuerten Abrichten auftretenden und mit den bekannten
Mitteln kaum zu kompensierenden systematischen Fehler mußten
bisher in Kauf genommen werden. Die Erfindung schafft hier
Abhilfe.
Fig. 1 zeigt mit der ausgezogenen Linie K einen tatsächlichen
Konturverlauf des Abrichtdiamanten, der in den meisten Kontur
bereichen bzw. -abschnitten K₁ . . . Kn mehr oder weniger stark von
der Sollkontur Ks abweicht, die in der Steuerung der Vorgabe
der Lagekoordinaten für die Bewegungen in den Linearachsen zu
grundegelegt ist. Es zeigt sich, daß in der dargestellten
Abrichtposition, in der die Sollkontur Ks mit dem Arbeitspunkt As
das Sollprofil Ps erzeugen sollte, die tatsächliche (IST-)
Kontur mit dem Arbeitspunkt A das Profil P. erzeugt, das um den
Betrag dr von dem Sollprofil Pi abweicht. Es liegt auf der Hand,
daß der Genauigkeit einer Werkstückbearbeitung mit einer derart
vorbereiteten Schleifscheibe enge Grenzen gesetzt sind.
Gemäß der Erfindung wird nun die tatsächliche (IST-) Kontur K
des Werkzeugs 1 ermittelt und mit seiner Sollkontur Ks vergli
chen. Dabei werden die Abweichungen dr₁ . . . drn von der Sollkon
tur Ks festgestellt und aufeinanderfolgenden Konturabschnitten
K₁ . . . Kn zugeordnet.
Wie Fig. 2 zeigt, wird die tatsächliche Kontur K des Abricht
werkzeugs 1 mit einer Tasteinrichtung 7 erfaßt, welche einen
Taster 8 aufweist, an dem die Kontur K durch Schwenken des Ab
richtwerkzeugs 1 um eine durch den Mittelpunkt M der Sollkontur
Ks gehende Achse entlanggeführt wird. Die Auslenkung des
Tasters 8 in Richtung des Doppelpfeils 9 wird Null sein, wenn
die tatsächliche Kontur K die Idealform des Kreisbogens um M
hat. Weicht die tatsächliche Kontur K aber von dem Kreisbogen
ab, so zeigen die Auslenkungen des Tasters 8 in Pfeilrichtung
die Abweichungen dr von der Sollkontur Ks an. Jedem Konturab
schnitt K₁ . . . Kn, dessen Lage durch einen Schwenkwinkel
β₁ . . . βn definiert ist, wird auf diese Weise eine Abweichung dr zugeord
net. Die Abweichungen dr₁ . . . drn der tatsächlichen Kontur K von
der Sollkontur Ks werden also in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel β
erfaßt und für alle vorgegebenen Konturabschnitte K₁ . . . Kn in
einem Speicher 11 einer Maschinensteuerung 14 abgelegt.
Die Tasteinrichtung 7 ist an einem Halter 12 angebracht, der an
einem geeigneten Maschinenteil 13, dem Maschinenbett, der
Schleifsäule, dem Tisch oder dergl. montiert und relativ zum
Abrichtwerkzeug 1 verfahrbar ist.
Das Erfassen der Ist-Kontur einer rotierenden Abrichtscheibe
ist in Fig. 8 schematisch dargestellt. Es erfolgt im Prinzip
ebenso wie das der Ist-Kontur des Abrichtdiamanten. Mit einem
Taster 36 einer mit der Maschinensteuerung 14 verbundenen
Tasteinrichtung 37, die an einem geeigneten Maschinenteil 38
angebracht ist, wird die Ist-Kontur K der Abrichtscheibe 39
abgetastet. Dazu wird die um ihre Achse 41 rotierende Scheibe
während des Kontaktes mit dem Taster um eine durch den Krüm
mungsmittelpunkt M der Kontur verlaufende Achse geschwenkt.
Abweichungen von der Soll-Kontur werden durch Tasterauslenkun
gen 42 erfaßt. Anstelle der Tasterauslenkungen können beispiels
weise mit Piezoaufnehmern auch bei der Relativbewegung von
Taster und Werkzeug entstehende Schwingungen erfaßt werden,
aus denen die Daten des Ist-Verlaufs der Kontur abgeleitet
werden können.
Der Speicher 11 enthält also für jeden Konturabschnitt K₁ . . . Kn
einen Korrekturwert, mit dem die Lagekoordinaten des Abricht
werkzeugs und/oder der Schleifscheibe beim Abrichtvorgang korri
giert werden. Dazu enthält die Steuerung 14 eine Recheneinheit
16, die einerseits an den Speicher 11 und andererseits an eine
Bahndateneinheit 17 angeschlossen ist. Die Bahndateneinheit 17
enthält die Bahnkoordinaten der Bewegungsachsen des Abricht
werkzeugs und/oder der Schleifscheibe, die unter Zugrundelegung
der Sollkontur Ks und weiteren Sollparametern wie der Lage des
Mittelpunktes M und des Spitzenwinkels des Abrichtwerkzeugs
vorgegeben sind. In der Recheneinheit 16 werden aus den dem ge
wünschten zu erzeugenden Schleifscheibenprofil P entsprechenden
Bahnkoordinaten und den den Abweichungen dr entsprechenden
gespeicherten Korrekturwerten korrigierte Bahnkoordinaten be
rechnet, die einer an die Recheneinheit angeschlossenen Steuer
einheit 18 als Sollwerte für die Regelung der Lage des Abricht
werkzeugs und der Schleifscheibe relativ zueinander aufgegeben
werden. Mit diesen korrigierten Bahnkoordinaten regelt die
Steuereinheit 18 die Bewegungsachsen des Abrichtwerkzeugs
und/oder der Schleifscheibe so, daß der auf der tatsächlichen
Kontur K des Abrichtwerkzeugs liegende Arbeitspunkt A beim
Abrichtvorgang in jedem Konturabschnitt K₁ . . . Kn im Sinne der
Kompensation der betreffenden Abweichung dr₁ . . . drn verschoben
wird. Für jede Lage des Arbeitspunktes A auf der Kontur K werden
die Bahnkoordinaten für die Bahnsteuerung des Abrichtvorgangs
entsprechend den unterschiedlichen Abweichungen dr mit unter
schiedlichen Korrekturwerten aus dem Speicher 11 korrigiert,
so daß der Arbeitspunkt A immer im Verlauf des Sollprofils Ps
liegt und auf der Schleifscheibe ein Profil höchster Formgenau
igkeit erzeugt wird.
Fig. 7 zeigt zur Erläuterung die Bahn 43 des Krümmungsmittel
punkts M eines Abrichtwerkzeugs mit idealer Sollkontur beim
Abrichten des in Fig. 9 dargestellten Schleifscheibenprofils
Pg. Diese Bahn 43 verläuft über ihre ganze Länge äquidistant
zum zu erzeugenden Profil, wobei der Abstand zwischen der Bahn
43 und dem Profil gerade gleich dem Krümmungsradius r (Fig. 1)
des Abrichtwerkzeuges ist. Weist das Abrichtwerkzeug Formfeh
ler auf, so führt das Abrichten entlang der Bahn 43 zu entspre
chenden Formfehlern des erzeugten Schleifscheibenprofils. In
Fig. 7 sind nun willkürlich angenommene Korrekturwerte C für
verschiedene aufeinanderfolgende Positionen des Abrichtwerk
zeugs graphisch dargestellt. Es ist zu erkennen, daß den Posi
tionen S₁, S₂, . . . , Si des Abrichtwerkzeugs, denen in der Regel
unterschiedliche Winkelstellungen des Abrichtwerkzeugs entspre
chen, unterschiedliche Korrekturwerte C₁, C₂, . . . , Ci zugeordnet
sind, die zusammen eine korrigierte Bewegungsbahn 44 für den
Krümmungsmittelpunkt M ergeben. Die Korrekturwerte C sind
Vektoren, die Korrekturkomponenten in beiden die Bahnbewegung
des Werkzeugs erzeugenden Maschinenachsen enthalten. Damit
wird nicht nur der absolute Formfehler der Werkzeugkontur
berücksichtigt, sondern auch seine Auswirkung auf das Werk
stückprofil in Abhängigkeit von der Winkellage des Werkzeugs,
dem Profilwinkel und anderen Parametern. Die Korrekturwerte C
werden den betreffenden Konturabschnitten zugeordnet und wie
oben beschrieben gespeichert und verarbeitet.
An die Steuereinheit 18 ist ausgangsseitig eine Schleifmaschine
19 angeschlossen, von der nur ganz schematisch ein Teil der
Schleifscheibe 2 und das Abrichtwerkzeug 1 in zwei unterschied
lichen Positionen 1c und 1d dargestellt sind. Diese Darstellung
macht deutlich, daß beim Abrichten unterschiedlicher Profilab
schnitte der Schleifscheibe unterschiedliche Konturabschnitte
des Werkzeugs wirksam werden, deren Abweichungen von der Soll
kontur Ks in der oben beschriebenen Art in der Bahnsteuerung
kompensiert werden.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem
beim bahngesteuerten Abrichten zusätzlich das Abrichtwerkzeug 1
um einen Winkel α um den Mittelpunkt M geschwenkt wird. In
der linken Position 1d ist das Abrichtwerkzeug um den Winkel α₁
geschwenkt. Beim Abrichten ist der Arbeitspunkt A₁ wirksam. In
der rechten Position 1c beträgt der Schwenkwinkel α₂, und es
ist der Arbeitspunkt A₂ wirksam. Bei der Kompensation der Ab
weichungen dr₁ und dr₂ der tatsächlichen Werkzeugkontur K von
seiner Sollkontur Ks, die grundsätzlich wie oben beschrieben
erfolgt, werden hier zusätzlich die Schwenkwinkel α₁ und α₂
berücksichtigt. Dazu ist neben dem Korrekturwertspeicher 11 an
die Recheneinheit 16 ein Winkelgeber 21 angeschlossen (vergl.
Fig. 2), der den jeweiligen Schwenkwinkel α des Abrichtwerk
zeugs erfaßt und entsprechende Winkelsignale an die Rechenein
heit 16 abgibt, wo sie bei der Berechnung der korrigierten
Bahnkoordinaten berücksichtigt werden.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigt die Verwendung des beschriebenen Verfahrens zur Form
fehlerkompensation beim bahngesteuerten Schleifen eines Werk
stücks 22 mit einer Schleifscheibe 23. Die Sollkontur Ks des
Werkzeugs 23 ist wieder ein Kreisbogen um den Mittelpunkt M.
Die tatsächliche Kontur K der Schleifscheibe weicht von ihrer
Sollkontur ab. Auch in diesem Fall werden die Abweichungen dr
in aufeinanderfolgenden Konturabschnitten erfaßt und in Abhän
gigkeit vom Konturwinkel β als Korrekturwerte im Korrektur
wertspeicher 11 gespeichert. Diese Korrekturwerte werden, wie
oben beschrieben, zur Kompensation der Abweichungen von der
Recheneinheit in den Bahnkoordinaten der Bahnsteuerung berück
sichtigt.
In Fig. 5 ist eine Einrichtung zum Erfassen der tatsächlichen
Kontur eines Abrichtwerkzeugs, insbesondere eines Abrichtdia
manten 1, dargestellt. Mit einer leicht abgewandelten Einrich
tung, die hier nicht dargestellt ist, können auch Formabwei
chungen rotierender Abrichtscheiben oder -räder festgestellt
werden (vgl. Fig 8). Der Abrichtdiamant ist in einer vorgege
benen Position auf einem Schlitten 24 angeordnet, der in Rich
tung eines Pfeils 24a auf einem Träger 26 horizontal verfahrbar
ist. An einer vertikalen Führung 27 des Trägers 26 ist ein
zweiter Schlitten 28 in Richtung eines Pfeiles 28a vertikal
verfahrbar angeordnet. Der Schlitten 28 trägt im gezeigten
Ausführungsbeispiel drei Tasteinrichtungen 29a . . . c mit Tastern
31a . . . c. Die Winkellage der Taster 31a . . . c zu der Scheitellinie
4 des Abrichtdiamanten 1 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel
fest eingestellt. Auf diese Weise können mit den drei Tastern
31a . . . c die Abweichungen dr in drei Konturabschnitten der tat
sächlichen Kontur des Abrichtwerkzeugs von ihrer Sollkontur
durch Messung der Auslenkung der Taster in vorgegebenen Positio
nen des Abrichtwerkzeugs zur Tasteinrichtung ermittelt werden.
Durch Wahl der Winkellage der Taster 31a . . . c zur Scheitellinie
4 des Abrichtwerkzeugs ist mit diesen drei Messungen eine
angenäherte Erfassung der Sollkontur des Abrichtwerkzeugs
möglich. In vielen Fällen wird diese angenäherte Erfassung der
Sollkontur des Werkzeugs ausreichen, um die gestellten Anforde
rungen an die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung zu erfüllen.
Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Einrichtung zum Erfassen
der tatsächlichen Werkzeugkontur ist in Fig. 6 gezeigt. Dort
sind gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen versehen wie in
Fig. 5 und werden nicht noch einmal beschrieben. In diesem Fall
trägt der vertikal verfahrbare Meßschlitten 28 eine optische
Meßeinrichtung 32, mit welcher die Konturabweichungen des
Abrichtwerkzeugs 1 von seiner Sollkontur erfaßt werden. Hierzu
weist die optische Meßeinrichtung 32 Lichtquellen 33 auf, welche
wenigstens einen Abschnitt der tatsächlichen Werkzeugkontur K
auf einem oder mehreren optischen Sensorarrays 34 abbilden. Da
die Lage des Abrichtwerkzeugs 1 in den Bewegungsrichtungen der
Pfeile 24a und 28a exakt bekannt ist, kann aus den von den
Sensorarrays 34 erzeugten Meßsignalen auf die tatsächliche
Kontur K des Abrichtwerkzeugs 1 geschlossen werden. Mit dieser
optischen Meßeinrichtung 32 ist eine beliebig lückenlose Ab
tastung der Kontur des Abrichtwerkzeugs möglich. Mit einer sol
chen optischen Meßeinrichtung können außer der Kontur eines
Abrichtdiamanten auch die Konturen von Abrichträdern, Schleif
scheiben und anderen materialabtragenden Werkzeugen für die
bahngesteuerte Erzeugung von Profilen auf Werkstücken erfaßt
werden. Eine Variante der Vorrichtung, die die Konturerfassung
an einer Abrichtscheibe ermöglicht, ist in Fig. 8 skizziert
und weiter oben beschrieben.
Ist, wie es die Erfindung bevorzugt vorsieht, eine Einrichtung
zum Erfassen der tatsächlichen Kontur K des Werkzeugs auf der
Maschine angeordnet, so kann diese Kontur intervallweise on-line
ermittelt und mit der Sollkontur verglichen werden. So werden
Änderungen der Konturabweichungen dr sehr schnell erkannt. Die
im Korrekturwertspeicher abgelegten Korrekturwerte können auf
diese Weise laufend aktualisiert werden, was die Werkstückbe
arbeitung von Verschleißerscheinungen des Werkzeugs weitgehend
unabhängig macht und die Genauigkeit der Formgebung erhöht und
auf gleichbleibend hohem Niveau hält.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 11 wird eine weitere
Verfahrensvariante beschrieben, mit der der Verschleiß im
Arbeitsbereich des Werkzeugs minimal gehalten werden kann und
weitgehend ohne Konsequenzen für die Form der Kontur bleibt.
Fig. 9 zeigt noch einmal ein Werkstück, hier eine Schleif
scheibe 2, wie sie bereits in Fig. 2 dargestellt worden ist.
Diese Schleifscheibe weist ein Winkelprofil mit zwei etwa
senkrecht zueinander verlaufenden Flankenflächen 46 und 47 und
einer gekrümmten Scheitelfläche 48 auf, welche die Flankenflä
chen miteinander verbindet. Die Schleifscheibe rotiert um ihre
Drehachse 3, die strichpunktiert angedeutet ist.
Zum Abrichten des beschriebenen Schleifscheibenprofils wird
als Werkzeug ein Abrichtdiamant 1 verwendet, der wie bei dem
Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, eine kugelförmige Spitze 1c
mit dem Mittelpunkt M und daran anschließend einen kegelmantel
förmig verlaufenden Flankenbereich mit Flankenabschnitten 1a
und 1b aufweist. Zum Abrichten der Schleifscheibe 2 wird das
Abrichtwerkzeug 1 um den Zustellbetrag Z zugestellt, wobei es
um den Betrag Z in das Schleifscheibenprofil eintritt und
längs einem wirksamen Kontaktbogen 49a, der vom aktuellen
Arbeitspunkt A im Abrichtaufmaß Z bis zur abzurichtenden Ober
fläche verläuft, in die Schleifscheibenoberfläche eingreift.
Der Abrichtvorgang beginnt an der linken Seite der Flankenflä
che 46, wobei das Abrichtwerkzeug 1 um den Winkel α₁ aus sei
ner Nullage herausgeschwenkt ist. In der Nullage des Werkzeugs
fällt seine Scheitellinie 4 mit der Vertikalen L zusammen.
Während das Werkzeug 1 nun zum Abrichten der Flankenfläche 46
durch den Flankenbereich a bewegt wird, wird es gleichzeitig
um den Krümmungsmittelpunkt M seiner Spitze aus seiner Drehpo
sition D1 in die Drehposition D2 geschwenkt, in der es bezüg
lich der Vertikalen L im gezeigten Ausführungsbeispiel seine
Nullposition erreicht. Dabei wandert der Arbeitspunkt, der in
der Position D1 in A1 lag, über die Werkzeugspitze in die
Position A2 und der Kontaktbogen verlagert sich auf den Be
reich 49 b an der rechten Seitenflanke 1a des Werkzeugs. Der
Schwenkwinkel des Abrichtwerkzeugs ist hier gleich null. Der
nächste abzurichtende Profilabschnitt ist die gekrümmte Schei
telfläche 48 der Schleifscheibe. Während dieser Profilbereich
vom Abrichtwerkzeug durchfahren wird, bleibt seine Ausrichtung
zur Vertikalen im gezeigten Ausführungsbeispiel im wesentlichen
unverändert. Die Schwenkposition D3 stimmt daher mit der Posi
tion D2 überein, so daß auch in der Position D3 der Schwenkwin
kel gleich null ist. Während das Abrichtwerkzeug aber aus
seiner Position D2 in die Position D3 bewegt wird, wandert der
Arbeitspunkt erneut über die Werkzeugspitze in die Position A3
am linken Flankenbereich 1b des Werkzeugs. Der Kontaktbogen
verlagert sich nach 49c und übergreift somit die Werkzeugspitze.
Beim Abrichten des Flankenabschnitts c auf der Flankenfläche
47 der Schleifscheibe wird das Abrichtwerkzeug wieder um seine
Schwenkachse durch M geschwenkt, bis es die Position D4 erreicht
hat. Bis zum Profilende am äußersten Rand der Schleifscheibe
wird das Werkzeug, was hier nicht dargestellt ist, weiter
geschwenkt, bis es seine nicht gezeigte Endposition erreicht.
Der Schwenkwinkel beträgt in der Position D4 α₄, und der
Arbeitspunkt liegt bei A4 im Scheitelpunkt (Spitze) des Werk
zeugs. Der Kontaktbogen hat sich nach 49d verlagert und
erstreckt sich von der Werkzeugspitze zur rechten Flanke 1a
des Werkzeugs.
Diese Betrachtung des Abrichtvorgangs zeigt, daß jeder Ein
griffspunkt (Arbeitspunkt) der Werkzeugkontur für eine gewisse
Zeit mit dem Werkstück in Kontakt ist und zum Materialabtrag
vom Werkstück, also zur Spanungsarbeit, beiträgt. Summiert
man die Kontaktzeiten aller Punkte der Kontur auf, erhält man
eine Kurve, wie sie in Fig. 11 mit 51 bezeichnet ist. Die
Kurve zeigt den Verlauf der Kontaktzeit nicht quantitativ
sondern nur qualitativ. Es zeigt sich, daß die Spitze des
Werkzeugs und die ihr benachbarten Punkte der Kontur weitaus
am längsten mit dem Werkstück in Kontakt sind, während die von
der Spitze ferneren Punkte in den Flankenbereichen kaum zum
Materialabtrag und zur Spanungsarbeit beitragen. So geht die
Kontaktzeit t der Punkte, die im Bereich von 90° beidseits der
Spitze (0°) an den Flanken liegen, bereits deutlich gegen Null.
Die Flankenbereiche um 120° tragen zur Spanungsarbeit so gut
wie nichts mehr bei. Es liegt auf der Hand, daß diese Kontakt
zeitverteilung einer starken Überbeanspruchung der ohnehin
sehr empfindlichen Spitze führt und daher dort einen besonders
großen Verschleiß zur Folge haben wird.
Um die Belastung des Abrichtwerkzeugs auf seiner Arbeitskontur
beim Abrichtvorgang zu vergleichmäßigen, die Spanungsarbeit
also möglichst gleichmäßig auf alle möglichen Eingriffspunkte
der Werkzeugkontur zu verteilen, ist daher vorgesehen, die
Schwenkbewegung des Abrichtwerkzeugs bei jedem Abrichtvorgang
so zu steuern, daß die Eingriffszeiten bzw. Kontaktzeiten
aller Arbeitspunkte der Werkzeugkontur gleich sind, oder
bestimmten Vorgabezeiten entsprechen.
Fig. 11 zeigt in der Sollkurve 52 die Kontaktzeiten aller
Arbeitspunkte der Kontur des Werkzeugs 1 für Schwenkwinkel
von +120° bis -120°. Weil mit den äußeren Flankenabschnitten
von etwa 90° bis 120° aus geometrischen Gründen kaum Profil
abschnitte des Werkstücks erreichbar sind, sind die summierten
Kontaktzeiten der hier liegenden Arbeitspunkte der Werkzeug
kontur naturgemäß nur kurz, steigen aber nach 90° hin bereits
stark an. Das Maximum der Kontaktzeiten erreichen die
Arbeitspunkte der Werkzeugkontur im Schwenkwinkelbereich von
α = 45° bis α = 90° auf beiden Seiten der Werkzeugspitze.
Gemäß der Erfindung wird die Schwenkbewegung des Werkzeugs
also so gesteuert, daß sich für die stärker belastbaren
Flanken 1a und 1b auf beiden Seiten der Werkzeugspitze 53
längere und für die sehr verschleißanfällige Spitze im Kontur
bereich um 0° kürzere Eingriffszeiten am Werkstück ergeben.
Damit nimmt die Belastung der Werkzeugspitze beim Abrichten
einer Schleifscheibe ab, so daß ihr Verschleiß vermindert
wird. Die Belastung der Werkzeugkontur durch das Abrichten
wird besser auf alle Konturabschnitte verteilt. Das ergibt
einen geringeren und sich gleichmäßig auf alle Konturabschnitte
auswirkenden Verschleiß. Auf ungleichmäßige Belastung der
Werkzeugkontur zurückzuführende Formfehler werden somit
längerfristig weitgehend vermieden.
Fig. 11 zeigt in der Sollkurve 52 die als optimal angenommene
Verteilung der Kontaktzeiten der Arbeitspunkte eines Abricht
werkzeugs 1 in Gestalt eines Einzeldiamanten mit etwa kugel
förmiger Spitzenkontur und kegelförmigen Flanken beim Abrich
ten eines Schleifscheibenprofils, wie es in Fig. 9 darge
stellt ist. Zum Abrichten dieses Profils wird das Werkzeug 1
zunächst am äußersten Ende des linken Profilabschnitts ange
setzt und in eine Winkellage geschwenkt, in welcher ein
Arbeitspunkt und ein Konturbogen 49 der rechten Flanke des
Werkzeugs im Winkelbereich von -45° bis -120° mit dem
Schleifscheibenprofil im Eingriff sind (nicht dargestellt).
Mit ziehendem Schnitt erfolgt nun das Abrichten des Schleif
scheibenprofils zur Scheitelfläche 48 (Fig. 9) und weiter zum
rechten Ende des Profils, wobei das Werkzeug während dieser
Vorschubbewegung geschwenkt und die Schwenkbewegung des
Abrichtwerkzeugs so gesteuert wird, daß sich für die Arbeits
punkte der Werkzeugkontur im wesentlichen die im rechten Zweig 54
der Sollkurve eingetragenen Kontaktzeiten t ergeben. Dabei
sind also die Konturabschnitte zwischen 45° und 90° des
Schwenkwinkels am längsten in materialabtragendem Eingriff mit
dem Schleifscheibenprofil, während die Spitze um 0° kaum in
das Schleifscheibenmaterial eingreift und weitgehend entlastet
ist. Anschließend wird das Werkzeug zur rechten Profilflanke
des Werkstücks zugestellt und so geschwenkt, daß die Arbeits
punkte und Kontaktbogen an der linken Flanke im Schwenkwinkel
bereich bis +120° mit dem Schleifscheibenprofil in Eingriff
kommen. Während des anschließenden Abrichtdurchgangs wird das
Werkzeug wieder so geschwenkt, daß nun vorwiegend die Arbeits
punkte dieses Konturabschnittes in Eingriff mit dem Werkstück
bleiben, wobei die Spitze entlastet wird. So ergeben sich
Kontaktzeiten, wie sie etwa im linken Zweig 56 der Sollkurve
in Fig. 11 dargestellt sind. Beide Durchgänge zusammen
ergeben einen Abrichtvorgang mit den in der Sollkurve darge
stellten summierten Kontaktzeiten der Eingriffspunkte, wobei
diese Kontaktzeiten durch die beschriebene Steuerung der
Schwenkbewegung des Abrichtwerkzeugs zur Schleifscheibe in
ihrer Größe realisiert werden können. Da das Abrichtwerkzeug
bei jedem Abrichtvorgang in Abhängigkeit von der Geometrie des
Schleifscheibenprofils und/oder der Werkzeugkontur im ganzen
Schwenkwinkelbereich von -120° bis +120° geschwenkt werden
kann, sind in den beiden Kurvenzweigen 54 und 56 der Sollkurve
52 die Eingriffszeiten aller Arbeitspunkte der Werkzeugkontur
während des ganzen Abrichtvorganges, also beider oben
beschriebenen Durchgänge mit Hin- und Rücklauf aufsummiert.
In bisher üblichen Abrichtsteuerungen ist für jeden der gemäß
Fig. 9 beispielsweise zu bearbeitenden Profilabschnitte a, b,
c ein Datensatz programmiert, der Anweisungen für den Vorschub
V, die Geschwindigkeit, die Werkzeugschwenkung usw. enthält.
Jede dieser Anweisungen gilt jeweils für den ganzen Profil
abschnitt, dem sie zugeordnet ist. Auf diese Weise ist jedem
Vorschubinkrement üblicherweise ein konstantes Winkelinkrement
der Schwenkbewegung zugeordnet. Eine Steuerung der Schwenk
bewegung im Sinne der vorliegenden Erfindung, die eine indi
viduelle Schwenkung zur Erzielung bestimmter Eingriffszeiten
der Kontaktpunkte der Werkzeugkontur vorsieht, ist somit
bisher nicht möglich. Um das zu ermöglichen, werden die
Profilabschnitte a, b, c usw. abweichend von der üblichen
Praxis in Segmente unterteilt, denen in der Abrichtsteuerung
jeweils separate, individuelle Anweisungen für die Schwenk
bewegung des Werkzeugs zugeordnet werden. Damit ist es möglich,
die Schwenkbewegung beliebig feinfühlig zu steuern und optimal
den jeweils vorhandenen Gegebenheiten anzupassen.
Fig. 10 zeigt die Eingriffsverhältnisse beim Abrichten in
einer vergrößerten Darstellung. Während einer Umdrehung der
Schleifscheibe 2 wird der Abrichtdiamant 1 um den Vorschub
betrag V aus einer Vorschubposition V1 in eine Vorschub
position V2 bewegt, wobei von der Schleifscheibe 2 kontinuier
lich der Abrichtbetrag Z abgenommen wird. Die schraffierte
Fläche markiert den Spanungsquerschnitt Q beim Abtragen des
Abrichtbetrages Z. Diese Darstellung zeigt, daß die zu
leistende Zerspanungsarbeit der einzelnen Arbeitspunkte A um
so größer wird, je tiefer diese in das abzutragende Schleif
scheibenmaterial eingreifen. So sind in der Situation der
Fig. 10 der aktuelle Arbeitspunkt An und die in Vorschubrich
tung benachbarten Eingriffspunkte An+1, An+2 usw. am stärksten
beansprucht, während die Beanspruchung zum Ende des Kontakt
bogens 49 hin abnimmt und an den der Vorschubrichtung ent
gegengesetzten Eingriffspunkten An-i am geringsten ist. Durch
eine entsprechende Gewichtung der Eingriffs- bzw. Kontakt
zeiten der Arbeitspunkte in Abhängigkeit von den jeweiligen
Eingriffsbedingungen, der Krümmung der Schneide und anderen,
die Zerspanungsarbeit einzelner Eingriffspunkte beeinflussenden
Parametern kann eine Sollkurve der Kontaktzeiten vorgegeben
werden, die eine Steuerung der Schwenkbewegung des Abricht
werkzeugs im Sinne einer optimalen Belastung aller Eingriffs
punkte der Werkzeugkontur und eine weitgehend gleichmäßige
Abnutzung des Werkzeugs an der ganzen Kontur gewährleistet.
Claims (24)
1. Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Profils an einem
Werkstück mit einem materialabtragenden Werkzeug mit vorgegebe
ner Sollkontur, bei dem das materialabtragende Werkzeug wenig
stens in einem Arbeitspunkt seiner Kontur am Werkstück anliegt
und Werkzeug und Werkstück relativ zueinander in Vorschubrich
tung entsprechend dem gewünschten Werkstückprofil bahngesteuert
und in einer quer zur Vorschubrichtung verlaufenden Abtrags
richtung aneinander entlanggeführt werden, dadurch gekennzeich
net, daß die tatsächliche Kontur des Werkzeugs ermittelt und
mit seiner vorgegebenen Sollkontur verglichen wird, daß jedem
Konturabschnitt des Werkzeugs ein der Abweichung der tatsäch
lichen Werkzeugkontur von seiner vorgegebenen Sollkontur in
dem betreffenden Konturabschnitt entsprechender Korrekturwert
zugeordnet wird, daß die Korrekturwerte für alle Konturabschnit
te in einem Korrekturwertspeicher der Steuerung abgelegt werden
und daß die die Positionen des Werkzeugs beim Erzeugen des
vorgegebenen Profils bestimmenden Bahnsteuerungssignale in
Abhängigkeit von jeweils dem Korrekturwert korrigiert werden,
der dem Konturabschnitt zugeordnet ist, in dem der Arbeitspunkt
bei der Profilerzeugung gerade liegt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei
der Profilerzeugung aus der relativen Lage des Werkzeugs zur
Tangente an das zu erzeugende Profil im Arbeitspunkt jeweils
der Konturabschnitt des Werkzeugs ermittelt wird, in dem der
Arbeitspunkt gerade liegt, daß der diesem Konturabschnitt zuge
ordnete Korrekturwert aus dem Korrekturwertspeicher abgerufen
wird und daß die Bahnsteuerungssignale in Abhängigkeit von
diesem Korrekturwert korrigiert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Werkzeug bei der Profilerzeugung um eine vorgegebene
Schwenkachse geschwenkt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die
Lage des Arbeitspunkts des Werkzeugs in Abhängigkeit von dem
Verlauf der Tangente an das zu erzeugende Profil im Arbeitspunkt
und der Winkellage des Werkzeugs relativ zur Tangente ermittelt
wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abweichungen der tatsächlichen Kontur von der Sollkontur
des Werkzeugs, bezogen auf die Schwenkachse und in Abhängigkeit
von vorgegebenen Schwenkwinkeln, erfaßt werden und daß den
Schwenkwinkeln den Abweichungen entsprechende Korrekturwerte
zugeordnet und in dem Korrekturwertspeicher gespeichert werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß als Sollkontur des Werkzeugs ein Kreisbogen vor
gesehen ist und daß das Werkzeug bei der Profilerzeugung um
eine durch den Mittelpunkt des Kreisbogens verlaufende Schwenk
achse geschwenkt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die tatsächliche Kontur des Werkzeugs erfaßt
wird, daß eine Folge von die tatsächliche Kontur repräsentie
renden Istwertsignalen erzeugt wird, daß die Folge von Istwert
signalen mit einer Folge von die Sollkontur repräsentierenden
Kontursignalen verglichen wird und daß bei Abweichungen zwischen
den Istwertsignalen und den Kontursignalen entsprechende Korrek
turwerte erzeugt, den betreffenden Konturabschnitten zugeordnet
und im Korrekturwertspeicher gespeichert werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß zum Erfassen der tatsächlichen Kontur des
Werkzeugs ein Taster einer Tasteinrichtung an allen Konturab
schnitten der Kontur entlanggeführt wird, daß eine Folge von
die tatsächliche Kontur repräsentierenden Tastsignalen gebildet
wird, daß die Folge von Tastsignalen mit einer Folge von die
Sollkontur repräsentierenden Kontursignalen verglichen wird und
daß bei Abweichungen zwischen den Tastsignalen und den Kontur
signalen entsprechende Korrekturwerte erzeugt, den betreffenden
Konturabschnitten zugeordnet und im Korrekturwertspeicher
gespeichert werden.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Tasteinrichtung ortsfest angeordnet ist, daß das Werkzeug unter
Anlage eines Arbeitspunkts am Taster um eine vorgegebene
Schwenkachse geschwenkt wird, wobei der Arbeitspunkt entlang
der Kontur durch aufeinanderfolgende Konturabschnitte wandert,
und daß als Maß für den tatsächlichen Konturverlauf in jedem
Konturabschnitt die Tasterauslenkung erfaßt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die tatsächliche Kontur des Werkzeugs optisch
erfaßt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
auf einem Sensorarray ein Bild wenigstens eines Abschnitts der
tatsächlichen Kontur erzeugt wird und daß dieses Bild in eine
Folge von die tatsächliche Kontur repräsentierenden Istwert
signalen transformiert wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die tatsächliche Kontur des Werkzeugs in
einem Testwerkstück nachgebildet und die Nachbildung zur Erfas
sung von Abweichungen mit der Sollkontur verglichen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß die tatsächliche Werkzeugkontur und ihre
Abweichungen von der Sollkontur on-line während Unterbrechungen
der Profilerzeugung erfaßt werden.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einer Maschine zum Erzeugen eines
Profils an einem Werkstück eine Einrichtung zum Erfassen der
tatsächlichen Werkzeugkontur und zum Bilden und Abspeichern von
Korrekturwerten vorgesehen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß als Werkstück eine Schleifscheibe einer
Schleifmaschine vorgesehen ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß als Werkzeug ein Abrichtwerkzeug zum Abrich
ten einer Schleifscheibe auf einer Schleifmaschine vorgesehen
ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß
als Abrichtwerkzeug ein Einkorndiamant oder eine Diamant- oder
CBN-Abrichtrolle bzw. -scheibe vorgesehen wird.
18. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die Nachbildung der tatsächlichen Kontur des Werkzeugs im
Testwerkstück durch materialabtragenden Kontakt auf ein Meß
werkstück übertragen wird und daß die derart erzeugte Kontur
des Meßwerkstücks zur Erfassung von Abweichungen mit der Soll
kontur verglichen wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß die Abweichungen der tatsächlichen Kontur
von der Sollkontur des Werkzeugs in Abhängigkeit von vorgege
benen Schwenkwinkeln des Werkzeugs und bezogen auf vorgegebene
Profilwinkel des Werkstückprofils erfaßt werden, daß in Abhän
gigkeit von den erfaßten Abweichungen Korrekturwertkomponenten
für die formgebende Relativbewegung von Werkstück und Werkzeug
in zwei Bewegungsrichtungen ermittelt werden und daß jedem
Konturabschnitt des Werkzeugs als Korrekturwert ein aus den
zugehörigen Korrekturwertkomponenten bestehender Korrekturvek
tor zugeordnet wird.
20. Verfahren zum Erzeugen eines vorgegebenen Profils an
einem Werkstück mit einem materialabtragenden Werkzeug mit
vorgegebener Sollkontur, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug beim Entlangführen am
zu erzeugenden Werkstückprofil um eine vorgegebene Schwenkachse
geschwenkt wird und daß die Schwenkbewegung im Sinne einer
möglichst optimalen Beanspruchung aller Abschnitte der Werk
zeugkontur gesteuert wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schwenkbewegung des Werkzeugs im Sinne möglichst gleicher
Kontaktdauer aller Arbeitspunkte der Werkzeugkontur mit dem
Werkstückprofil bei jedem Bearbeitungsvorgang gesteuert wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß
jedem Arbeitspunkt der Werkzeugkontur für jeden Bearbeitungs
vorgang eine Kontaktdauer zugeordnet wird und daß die Schwenk
bewegung des Werkzeugs während des Bearbeitungsvorgangs im
Sinne der Einhaltung der vorgegebenen Kontaktdauer jedes
Arbeitspunktes gesteuert wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktdauer jedes Arbeitspunktes in
Abhängigkeit von den jeweiligen Eingriffsbedingungen und der
Werkzeugkrümmung vorgegeben wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegung des Werkzeugs im Sinne
einer Herabsetzung der Kontaktdauer des Arbeitspunktes der
Werkzeugspitze und einer Verlängerung der Kontaktdauer der
Arbeitspunkte der Werkzeugflanken gesteuert wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934331253 DE4331253A1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verfahren zum Erzeugen eines Profils an einem Werkstück |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934331253 DE4331253A1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verfahren zum Erzeugen eines Profils an einem Werkstück |
Publications (1)
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DE4331253A1 true DE4331253A1 (de) | 1995-03-16 |
Family
ID=6497733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19934331253 Ceased DE4331253A1 (de) | 1993-09-15 | 1993-09-15 | Verfahren zum Erzeugen eines Profils an einem Werkstück |
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