EP3698919A1 - Verfahren zum abrichten eines schleifwerkzeugs - Google Patents

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EP3698919A1
EP3698919A1 EP19158274.1A EP19158274A EP3698919A1 EP 3698919 A1 EP3698919 A1 EP 3698919A1 EP 19158274 A EP19158274 A EP 19158274A EP 3698919 A1 EP3698919 A1 EP 3698919A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grinding tool
axes
dressing
rotating
axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP19158274.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Schweizer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Klingelnberg AG
Original Assignee
Klingelnberg AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Klingelnberg AG filed Critical Klingelnberg AG
Priority to EP19158274.1A priority Critical patent/EP3698919A1/de
Priority to CH00161/20A priority patent/CH715886A2/de
Priority to US16/795,917 priority patent/US20200262028A1/en
Publication of EP3698919A1 publication Critical patent/EP3698919A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/08—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels controlled by information means, e.g. patterns, templets, punched tapes or the like
    • B24B53/085—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels controlled by information means, e.g. patterns, templets, punched tapes or the like for workpieces having a grooved profile, e.g. gears, splined shafts, threads, worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/075—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels for workpieces having a grooved profile, e.g. gears, splined shafts, threads, worms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B53/00—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces
    • B24B53/06—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels
    • B24B53/062—Devices or means for dressing or conditioning abrasive surfaces of profiled abrasive wheels using rotary dressing tools

Definitions

  • the present invention relates to a method for dressing a grinding tool by means of a machine tool, with the method steps: providing a dressable grinding tool; Dressing of the grinding tool by means of a form dressing roller, the tool profile to be generated on the grinding tool being formed by a contact between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller along a dressing path, with the dressing path being traversed automatically with the aid of two or more NC axes of the machine tool, which generate a relative movement between the grinding tool and the form dressing roller.
  • Dressing methods of the type mentioned above are used to sharpen and shape grinding tools for fine machining or hard fine machining of workpieces, such as gear wheels or the like.
  • the dressing of the grinding tool prior to the grinding process must also be highly accurate. It can thus be seen that insufficient dimensional accuracy of the grinding tool geometry generated in the dressing process can result directly in manufacturing deviations of the workpiece to be ground with the grinding tool.
  • a frequently occurring deviation of the actual position from the target position in the axis movements of the NC axes arises when one or more of the participating NC axes have to be moved from a standstill or with a direction reversal during the forming contact between the form dressing roller and the grinding wheel .
  • the relevant NC axis must be accelerated from a state of static friction to a state of sliding friction, so that a discontinuity in the time course of the forces acting or a jolt occurs (stick-slip effect).
  • FIG Fig. 1 An example of such a path error of a machine tool during the dressing process, which results from a direction reversal of an NC axis, is shown in FIG Fig. 1 shown.
  • the NC axis in a Y direction (Y position) is implemented by a linear axis.
  • the Y position shown therefore represents the travel of this linear axis in mm.
  • An NC axis in a Z direction (Z position) is implemented by a further linear axis.
  • the Z position shown therefore represents the travel of this additional linear axis in mm.
  • the curve with the reference numeral 1 represents the specified target path that is to be implemented for following a dressing path as a relative movement between a dressing roller and a grinding tool to be dressed by means of the linear axes in the Y-direction and Z-direction.
  • the curve with the reference number 2 describes the actual path that is actually realized by the NC axes in the Y direction and Z direction.
  • the target path 1 has a local minimum 3, so that the linear axis in the Y direction has to change direction in order to travel along the target path 1.
  • the linear axis comes in the Y direction to a brief standstill and gets into a state of static friction, so that, starting from the local minimum 3, a growing deviation of the actual path 2 from the target path 1 can be seen, the linear axis of the Y direction at a value of approx. 287.962 mm remains while the linear axis in the Z direction continues to move.
  • the present invention is based on the technical problem of specifying a method for dressing a grinding tool of the type mentioned above, which does not have the disadvantages described above, or at least to a lesser extent, and in particular enables increased accuracy when dressing a grinding tool.
  • NC axes used to run the dressing path come to a standstill or reverse direction, a static friction state for the respective NC axes and the associated deviations can be avoided.
  • the NC axes are only moved in a state of sliding friction while the dressing path is being followed.
  • NC axes can be linear axes arranged in accordance with Cartesian coordinates.
  • NC axes can alternatively or additionally have linear axes that are inclined and / or oriented skewed to one another.
  • the NC axes can have rotary and / or swivel axes.
  • form dressing roller means that the profile of the grinding tool to be dressed is generated kinematically, ie by a relative movement of the form dressing roller with respect to the grinding wheel, in particular not a line but a point contact between the form dressing roller and the grinding tool.
  • the form dressing roller mentioned here therefore does not have the profile of the grinding wheel as the negative shape inherent in the dressing tool.
  • one of the NC axes generating the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller is a linear axis.
  • one of the NC axes generating the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller is a pivot axis or axis of rotation.
  • NC Numeric Control
  • an NC axis is a device for adjusting a relative position of the tool, here the dressing roller, with respect to the workpiece, here the grinding tool, or vice versa.
  • Such an NC axis usually has a drive that can move a movable element over a predetermined angular and / or length range.
  • the movable element is mounted movably and / or rotatably along a guide.
  • the bearing or guidance of the movable element in question can be designed hydrodynamically, hydrostatically, aerostatically or in a rolling manner.
  • a linear guide a slide carriage that can be moved in a translatory manner along a slide rail can be mentioned.
  • NC axis which is a linear axis
  • this is, for example, a linear axis or linear unit with a spindle drive, ball screw drive, toothed belt drive, direct drive or the like.
  • NC axis which is an axis of rotation or swivel axis
  • this is, for example, an axis of rotation or swivel axis with an electric motor, hydraulic or pneumatic rotary drive, in particular rotary drives based on the high-helix thread principle or the rack and pinion principle.
  • a spindle that carries the rotating dressing roller can be displaced and / or swiveled in a workspace of the machine tool by means of two or more linear axes and / or pivot axes in order to perform a relative movement in relation to the grinding tool to be dressed.
  • a spindle that carries the rotating grinding tool can be displaced and / or pivoted in a working area of the machine tool by means of two or more linear axes and / or pivot axes in order to execute a relative movement in relation to the dressing tool.
  • the dressable grinding tool is a dressable grinding wheel.
  • the grinding wheel has a wheel profile whose wheel profile cross-section has at least one local minimum and / or at least one local maximum, the local minimum and / or local maximum being dressed in a continuous overflow.
  • the disc profile cross-section is therefore not segmented, for example in an increasing area up to a maximum and a decreasing area, which is dressed in a second overflow or a second infeed starting from the maximum. Rather, in the present case, the relevant local minimum and / or local maximum of the wheel profile cross-section of the grinding tool to be dressed is traversed or dressed in constant contact between the dressing roller and the grinding tool.
  • a cross-section or profile cross-section of a grinding tool is referred to here, it is a cutting plane which comprises the axis of rotation of the spindle of the grinding tool rotating about this axis of rotation.
  • Fig. 1 Sketched problem that one of the participating NC axes maps the local minimum and / or local maximum of the profile cross-section by reversing the direction.
  • a profile cross-section is now specifically generated without standstill or reversal of direction of one of the NC axes in order to keep the deviations from the target geometry of the disk profile cross-section to be generated low.
  • a direction reversal of one of the NC axes, which generates the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller, can be avoided in particular by using additional NC axes whose movements are superimposed to produce a dressing path.
  • a wheel profile cross section of a grinding wheel is to be dressed with a local minimum or a depression
  • the dressing path contains the local minimum of the profile cross-section. If this dressing path is now followed with, for example, two linear axes arranged perpendicular to one another, one of these axes must map the minimum of the dressing path by reversing the direction (cf. Fig. 1 ).
  • the dressing path of the wheel profile cross-section which can be dressed in two dimensions, is designed three-dimensionally, so that during dressing there is also a movement across the previously described cutting plane.
  • the dressing path accordingly not only runs two-dimensionally in the radial and axial directions of the grinding wheel, but also extends circumferentially over an angular range measured around the axis of rotation of the grinding wheel.
  • the wheel profile discussed here with a local minimum can be achieved with the aid of three linear axes along a dressing path without a local minimum be traversed so that none of the three linear axes reverses direction or comes to a standstill.
  • a further development of the method is accordingly characterized by a profile of the grinding tool, the profile cross section of which has one or more local minima and / or local maxima and can be dressed by a two-dimensional axis movement using two NC axes of a machine tool, a further third axis being used in addition, to carry out the dressing along a three-dimensional dressing path.
  • the grinding tool is a dressable grinding worm.
  • the accuracy when dressing the grinding worm can accordingly be improved.
  • the grinding worm has a grinding worm profile, the worm profile cross section of which has a plurality of local minima and / or local maxima, at least one local minimum and / or one local maximum being dressed in a continuous overflow.
  • NC axes are linear axes, with each of the linear axes generating the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller having an axis speed whose magnitude is greater than or equal to 1 ⁇ m / s , in particular greater than or equal to 10 ⁇ m / s.
  • the relevant linear axis is only moved in one direction during dressing or when following the dressing path in the form-giving contact - i.e. without reversing direction.
  • NC axes are axes of rotation or swivel axes, each of the axes of rotation or swivel axes generating the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller having a rotational speed or swivel speed whose amount is greater than or equal to is equal to 1 * 10 -6 ° / s, in particular is greater than or equal to 10 * 10 -6 ° / s.
  • the invention can e.g. can be implemented using three linear axes that are arranged according to a Cartesian coordinate system.
  • the invention can be implemented with the aid of linear axes that are inclined and / or arranged skewed, i.e. in particular are not arranged perpendicular to each other.
  • pivot and / or rotary axes can be used to implement the teaching according to the invention.
  • each of the NC axes generating the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller has an axis speed whose amount is greater than zero, wherein none of these NC axes reverses direction or comes to a standstill.
  • Fig. 1 has already been discussed at the beginning in order to show the problem on which the invention is based.
  • a deviation 4 of the actual path 2 from the target path 1 should be achieved by avoiding a reversal of direction of an NC axis - according to FIG Fig. 1 the Y-axis - should be avoided.
  • a conversion of the solution according to the invention means based on the example according to Fig. 1 Therefore, the grinding tool in question is dressed in such a way that the target path for none of the participating NC axes in the Y-direction and Z-direction has a local minimum, although the profile cross-section of the grinding wheel to be dressed has such a local minimum.
  • a solution to this problem is shown as an example.
  • FIG 2A shows a grinding tool profile cross section 10 of a dressable grinding tool 12.
  • the grinding tool profile cross section 10 shown here can be a section of part of a profile cross section of a grinding worm, the profile cross section of which extends over a multiple of that in FIG Figure 2A The section shown extends further in the positive and negative z-direction.
  • the grinding tool profile cross-section 10 shown here can be a section of a profile cross-section of a grinding wheel, which is also located over the in Figure 2A The section shown extends further in the positive and negative z-direction.
  • the grinding tool profile cross section 10 shown here can be the profile cross section of a grinding wheel.
  • the coordinate axis (Z-axis) labeled "Z” represents a coordinate of the in Figure 2A Cartesian coordinate system X, Y, Z shown.
  • Z represents an NC linear axis of a machine tool 14, which enables a linear or translational movement of the grinding tool 12 along the coordinate direction “Z”.
  • the grinding tool profile cross section has a local minimum 16, which in the side view according to FIG Figure 2B is represented by the dashed circular line.
  • the form dressing roller 18 is usually moved two-dimensionally, ie exclusively within the YZ plane spanned by the Y-axis and Z-axis, namely from a first contact point 20 to a second contact point 22 at a minimum 16 to Contact point 24.
  • the dressing path thus created therefore maps the profile cross-section of the grinding tool 12 in the YZ plane identically.
  • the linear axis Y goes through the described, disadvantageous reversal of direction.
  • the dressing path represented by the hollow arrows and contact points 20, 22, 24 is therefore not according to the invention.
  • the described dressing path represents a continuous overflow along the profile of the grinding tool 12 and the contact points 20, 22, 24 merely serve as support points to illustrate the course of the continuous dressing path.
  • the relative movement could proceed from the contact point 24 via the contact point 22 to the contact point 20.
  • a three-dimensional dressing path 26 is now used to dress the grinding tool 12.
  • the one dressing path 26, which is represented by the solid arrows and the contact points 28, 30, 32, does not have a local minimum.
  • the dressing path can therefore be traversed continuously without a direction reversal and standstill of one of the linear axes X, Y, Z, with the local minimum of the profile cross section 10 being dressed in a continuous overflow.
  • the form dressing roller 18 is also moved along a profile of the grinding wheel R (Z) in the circumferential direction of the grinding tool, as indicated by the angle ⁇ .
  • a method for dressing the grinding tool 12 by means of the machine tool 14 is therefore carried out, with the method steps.
  • Figure 2E illustrates three positions of the form dressing roller 18, which the dressing track 26 assumes in continuous form-giving contact with the grinding tool, in an overview representation.
  • Fig. 3 is a comparison of the two-dimensional, non-inventive dressing path and the three-dimensional, inventive Dressing path shown.
  • the form dressing roller is not included in order to improve clarity Fig. 3 shown.
  • the hollow circles and arrows represent the two-dimensional dressing path, not according to the invention, along the hatched surface of the grinding tool 12 to be dressed, and the solid circles and arrows represent the dressing path according to the invention for carrying out the method according to the invention.
  • R (z) is the radius of the grinding tool.
  • the dressing paths have been projected onto the Y-Z plane and the X-Z plane. It can be seen that the Y-axis for the two-dimensional dressing path has to reverse the direction in order to approach point 24 from point 22. It can also be seen that no movement of the X-axis is required for the two-dimensional dressing path.
  • the profile of the grinding tool 12 can therefore be dressed in a two-dimensional movement.
  • the dressing path 26 is selected according to the filled circles 28, 30, 32, the dressing path 26 not having a local minimum in its projection onto the Y-Z plane and the X-Z plane.
  • Each of the participating linear axes X, Y, Z is therefore traversed exclusively in one direction, so that the dressing path 26 is traversed without stopping or changing direction of one of the NC axes X, Y, Z generating the relative movement between the form dressing roller and the grinding tool.
  • the invention can be implemented with the aid of linear axes that are inclined and / or skewed to one another are arranged, ie in particular are not arranged perpendicular to each other.
  • pivot and / or rotary axes can be used to implement the teaching according to the invention.
  • each of the relative movement between the rotating grinding tool and the rotating form dressing roller generating NC axes has an axis speed whose amount is greater than zero, whereby none of these NC axes reverses direction or comes to a standstill.

Abstract

Verfahren zum Abrichten eines Schleifwerkzeugs mittels einer Werkzeugmaschine, mit den Verfahrensschritten:- Bereitstellen eines abrichtbaren Schleifwerkzeugs (12);- Abrichten des Schleifwerkzeugs (12) mittels einer Formabrichtrolle (18),- wobei das an dem Schleifwerkzeug zu erzeugende Werkzeugprofil (10) durch einen Kontakt zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) entlang einer Abrichtbahn (26) gebildet wird,- wobei ein Abfahren der Abrichtbahn automatisiert mithilfe von zwei oder mehr NC-Achsen (X, Y, Z) der Werkzeugmaschine (14) erfolgt, die eine Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugen;dadurch gekennzeichnet, dass- während des Abfahrens der Abrichtbahn (26) und während die Formabrichtrolle (18) mit dem Schleifwerkzeug (12) formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist,- dass jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugenden NC-Achsen (X, Y, Z) eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen (X, Y, Z) eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abrichten eines Schleifwerkzeugs mittels einer Werkzeugmaschine, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen eines abrichtbaren Schleifwerkzeugs; Abrichten des Schleifwerkzeugs mittels einer Formabrichtrolle, wobei das an dem Schleifwerkzeug zu erzeugende Werkzeugprofil durch einen Kontakt zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle entlang einer Abrichtbahn gebildet wird, wobei ein Abfahren der Abrichtbahn automatisiert mithilfe von zwei oder mehr NC-Achsen der Werkzeugmaschine erfolgt, die eine Relativbewegung zwischen dem Schleifwerkzeug und der Formabrichtrolle erzeugen.
  • Abrichtverfahren der voranstehend genannten Art dienen dazu, Schleifwerkzeuge zur Feinbearbeitung oder Hartfeinbearbeitung von Werkstücken, wie Zahnrädern oder dergleichen, zu schärfen und zu formen.
  • Um während des Schleifens des zu bearbeitenden Werkstücks mit dem abgerichteten Schleifwerkzeug eine hohe Präzision mit möglichst geringen Abweichungen von der geforderten Soll-Geometrie zu erreichen, muss auch das der Schleifbearbeitung vorhergehende Abrichten des Schleifwerkzeugs hochgenau ablaufen. So ist ersichtlich, dass sich eine unzureichende Maßgenauigkeit der im Abrichtvorgang erzeugten Schleifwerkzeuggeometrie unmittelbar in Fertigungsabweichungen des mit dem Schleifwerkzeug zu schleifenden Werkstücks niederschlagen kann.
  • Beim Abrichten des Schleifwerkzeugs erfolgt eine Relativbewegung zwischen dem abzurichtenden, rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle mithilfe von NC-Achsen einer Werkzeugmaschine. Die Abrichtbahn, die den formgebenden Kontakt zwischen der Abrichtrolle und dem Schleifwerkzeug beschreibt, wird daher mithilfe der NC-Achsen abgefahren. Fehler in den Achsbewegungen dieser NC-Achsen wirken sich folglich nachteilig auf die Profiltreue des erzeugten Schleifwerkzeugprofils aus, so dass auch die Bearbeitungsgenauigkeit des mit dem in dieser Weise abgerichteten Schleifwerkzeug zu bearbeitenden Werkstücks beeinträchtigt wird.
  • Eine häufig auftretende Abweichung der Ist-Position von der SollPosition in den Achsbewegungen der NC-Achsen entsteht, wenn eine oder mehrere der beteiligten NC-Achsen während des formgebenden Kontakts zwischen der Formabrichtrolle und der Schleifscheibe aus dem Stillstand heraus oder mit einer Richtungsumkehr bewegt werden müssen. In beiden Fällen muss die betreffende NC-Achse aus einem Zustand der Haftreibung in einen Zustand der Gleitreibung beschleunigt werden, so dass eine Unstetigkeit im zeitlichen Verlauf der wirkenden Kräfte bzw. ein Ruck entsteht (Stick-Slip-Effekt).
  • Ein Beispiel eines solchen Bahnfehlers einer Werkzeugmaschine während des Abrichtvorgangs, der aus einer Richtungsumkehr einer NC-Achse resultiert, ist in Fig. 1 dargestellt. Die NC-Achse in einer Y-Richtung (Y-Position) ist durch eine Linearachse realisiert. Die in Fig. 1 gezeigte Y-Position repräsentiert daher der Verfahrweg dieser Linearachse in mm. Eine NC-Achse in einer Z-Richtung (Z-Position) ist durch eine weitere Linearachse realisiert. Die in Fig. 1 gezeigte Z-Position repräsentiert daher der Verfahrweg dieser weiteren Linearachse in mm.
  • Die Kurve mit dem Bezugszeichen 1 repräsentiert den vorgegebenen Soll-Weg, der zum Abfahren einer Abrichtbahn als Relativbewegung zwischen einer Abrichtrolle und einem abzurichtenden Schleifwerkzeug mittels der Linearachsen in Y-Richtung und Z-Richtung realisiert werden soll. Die Kurve mit dem Bezugszeichen 2 beschreibt den Ist-Weg, der tatsächlich von den NC-Achsen in Y-Richtung und Z-Richtung verwirklicht wird.
  • Der Soll-Weg 1 hat ein lokales Minimum 3, so dass die Linearachse der Y-Richtung einen Richtungswechsel durchführen muss, um den Soll-Weg 1 abzufahren. Während des Richtungswechsels kommt die Linearachse der Y-Richtung zum kurzzeitigen Stillstand und gerät in einen Zustand der Haftreibung, so dass ausgehend von dem lokalen Minimum 3 eine wachsende Abweichung des Ist-Wegs 2 vom Soll-Weg 1 zu erkennen ist, wobei die Linearachse der Y-Richtung bei einem Wert von ca. 287,962 mm verharrt, während sich die Linearachse der Z-Richtung kontinuierlich weiterbewegt. Auf diese Weise entsteht eine Soll-Ist-Abweichung der Y-Position von ca. 0,004 mm, deren Betrag durch den Doppelpfeil 4 veranschaulicht ist.
  • Es versteht sich, dass der mit Fig. 1 für zwei Linearachsen beschriebene nachteilige Effekt einer Richtungsumkehr bzw. eines Stillstands einer NC-Achse ebenfalls für einen Stillstand oder eine Drehrichtungsumkehr einer Schwenkachse oder Drehachse besteht, die im Zusammenwirken mit einer oder mehreren Linear- und/oder Schwenkachsen das Abfahren einer Abrichtbahn erzeugt.
  • Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, ein Verfahren zum Abrichten eines Schleifwerkzeugs der eingangs genannten Art anzugeben, das die voranstehend beschriebenen Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweist und insbesondere eine erhöhte Genauigkeit beim Abrichten eines Schleifwerkzeugs ermöglicht.
  • Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wir gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Abrichten eines Schleifwerkzeugs mittels einer Werkzeugmaschine angegeben, mit den Verfahrensschritten:
    • Bereitstellen eines abrichtbaren Schleifwerkzeugs;
    • Abrichten des Schleifwerkzeugs mittels einer Formabrichtrolle,
      • wobei das an dem Schleifwerkzeug zu erzeugende Werkzeugprofil durch einen Kontakt zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle entlang einer Abrichtbahn gebildet wird,
      • wobei ein Abfahren der Abrichtbahn automatisiert mithilfe von zwei oder mehr NC-Achsen der Werkzeugmaschine erfolgt, die eine Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugen; wobei
    • während des Abfahrens der Abrichtbahn und während die Formabrichtrolle mit dem Schleifwerkzeug formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist,
    • und wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
  • Dadurch, dass keine der zum Abfahren der Abrichtbahn verwendeten NC-Achsen zum Stillstand kommt oder eine Richtungsumkehr durchführt, können ein Haftreibungszustand für die jeweiligen NC-Achsen und die damit einhergehenden Abweichungen vermieden werden. Insbesondere werden die NC-Achsen während des Abfahrens der Abrichtbahn ausschließlich in einem Zustand der Gleitreibung verfahren.
  • Wenn vorliegend von denjenigen NC-Achsen gesprochen wird, welche das Abfahren der Abrichtbahn bzw. die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugen, so handelt es sich dabei nicht um die Spindelantriebe, welche die Formabrichtrolle und das Schleifwerkzeug in Rotation um ihre jeweilige Werkzeug- bzw. Werkstückspindelachse versetzen, sondern um diejenigen NC-Achsen, die eine Verschiebung eines Kontaktpunkts oder Kontaktbereichs im formgebenden Kontakt zwischen dem Schleifwerkzeug und der Formabrichtrolle bewirken, wie z.B. Linear- oder Schwenkachsen.
  • Die genannten NC-Achsen können kartesischen Koordinaten entsprechend angeordnete Linearachsen sein.
  • Die NC-Achsen können alternativ oder ergänzend Linearachsen aufweisen, die geneigt und/oder windschief zueinander orientiert sind.
  • Die NC-Achsen können Dreh- und/oder Schwenkachsen aufweisen.
  • Der Begriff "Formabrichtrolle" bedeutet vorliegend, dass das Profil des abzurichtenden Schleifwerkzeugs kinematisch, d.h. durch eine Relativbewegung der Formabrichtrolle gegenüber der Schleifscheibe erzeugt wird, wobei insbesondere kein Linien- sondern ein Punktkontakt zwischen der Formabrichtrolle und dem Schleifwerkzeug besteht. Im Gegensatz zu einer Profilabrichtrolle, die das Profil der Schleifscheibe im Linienkontakt allein durch ihre Profilform vorgibt, weist die hier genannte Formabrichtrolle daher nicht das Profil der Schleifscheibe als dem Abrichtwerkzeug inhärente Negativform auf.
  • Es kann vorgesehen sein, dass eine der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Linearachse ist.
  • Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass eine der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Schwenkachse oder Drehachse ist.
  • Die Abkürzung "NC" steht in bekannter Weise für "Numeric Control" und ist im Rahmen dieses Textes so zu verstehen, dass die betreffende NC-Achse mithilfe einer Maschinensteuerung verfahrbar ist, insbesondere im Rahmen eines vollautomatischen Programmablaufs.
  • Wenn vorliegend von einer NC-Achse gesprochen wird, so handelt es sich dabei um eine Einrichtung zum Verstellen einer Relativposition des Werkzeugs, hier die Abrichtrolle, gegenüber dem Werkstück, hier das Schleifwerkzeug, oder umgekehrt. Eine solche NC-Achse hat üblicherweise einen Antrieb, der ein bewegliches Element über einen vorgegebenen Winkel- und/oder Längenbereich bewegen kann. Hierzu ist das bewegliche Element entlang einer Führung bewegbar und/oder drehbar gelagert. Die Lagerung oder Führung des betreffenden beweglichen Elements kann hydrodynamisch, hydrostatisch, aerostatisch oder wälzend ausgeführt sein. Als Beispiel für eine Linearführung kann ein entlang einer Gleitschiene translatorisch verfahrbarer Gleitschlitten genannte werden.
  • Wenn vorliegend von einer NC-Achse gesprochen wird, die eine Linearachse ist, so handelt es sich dabei beispielsweise um eine Linearachse bzw. Lineareinheit mit Spindelantrieb, Kugelgewindetrieb, Zahnriemenantrieb, Direktantrieb oder dergleichen.
  • Wenn vorliegend von einer NC-Achse gesprochen wird, die eine Drehachse oder Schwenkachse ist, so handelt es sich dabei beispielsweise um eine Drehachse oder Schwenkachse mit elektromotorischem, hydraulischem oder pneumatischem Drehantrieb, insbesondere Drehantriebe nach dem Steilgewindeprinzip oder dem Zahnstangenritzelprinzip.
  • So kann beispielsweise eine Spindel, die die rotierende Abrichtrolle trägt, mittels zwei oder mehr Linearachsen und/oder Schwenkachsen in einem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine verschiebbar und/oder verschwenkbar sein, um eine Relativbewegung in Bezug zu dem abzurichtenden Schleifwerkzeug auszuführen. Weiter kann alternativ oder ergänzend eine Spindel, die das rotierende Schleifwerkzeug trägt, mittels zwei oder mehr Linearachsen und/oder Schwenkachsen in einem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine verschiebbar und/oder schwenkbar sein, um eine Relativbewegung in Bezug zu dem Abrichtwerkzeug auszuführen.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass das abrichtbare Schleifwerkzeug eine abrichtbare Schleifscheibe ist. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann demnach die Genauigkeit beim Abrichten der Schleifscheibe verbessert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens hat die Schleifscheibe ein Scheibenprofil, deren Scheibenprofilquerschnitt mindestens ein lokales Minimum und/oder mindestens ein lokales Maximum aufweist, wobei das lokale Minimum und/oder lokale Maximum in einem kontinuierlichen Überlauf abgerichtet werden.
  • Wenn vorliegend von einem "kontinuierlichen Überlauf" gesprochen wird, so bedeutet dies, dass die Abrichtrolle das lokale Minimum und/oder lokale Maximum des Scheibenprofilquerschnitts des abzurichtenden Schleifwerkzeugs ohne ein Absetzen oder Abheben der Abrichtrolle von dem Schleifwerkzeug im dauerhaften formgebenden Kontakt abrichtet. Der Scheibenprofilquerschnitt wird daher nicht segmentiert, z.B. in einen steigenden Bereich bis hin zu einem Maximum und einen fallenden Bereich, der ausgehend von dem Maximum in einem zweiten Überlauf bzw. einer zweiten Zustellung abgerichtet wird. Vielmehr wird vorliegend das betreffende lokale Minimum und/oder lokale Maximum des Scheibenprofilquerschnitts des abzurichtenden Schleifwerkzeugs in einem stetigen Kontakt zwischen den Abrichtrolle und dem Schleifwerkzeug überfahren bzw. abgerichtet.
  • Soweit hier von einem Querschnitt oder Profilquerschnitt eines Schleifwerkzeugs gesprochen wird, so handelt es sich um eine Schnittebene, die die Rotationsachse der Spindel des um diese Rotationsachse rotierenden Schleifwerkzeugs umfasst.
  • Insbesondere beim Abrichten von Profilquerschnitten mit lokalem Maximum und/oder lokalem Minimum besteht die in Fig. 1 skizzierte Problemstellung, dass eine der beteiligten NC-Achsen das lokale Minimum und/oder lokale Maximum des Profilquerschnitts durch eine Richtungsumkehr abbildet. Erfindungsgemäß wird ein derartiger Profilquerschnitt nunmehr gezielt ohne Stillstand oder Richtungsumkehr einer der NC-Achsen erzeugt, um die Abweichungen von der Sollgeometrie des zu erzeugenden Scheibenprofilquerschnitts gering zu halten.
  • Eine Richtungsumkehr einer der NC-Achsen, welche die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugt, kann insbesondere dadurch vermieden werden, dass zusätzliche NC-Achsen eingesetzt werden, deren Bewegungen zum Erzeugen einer Abrichtbahn überlagert werden.
  • Soll beispielsweise ein Scheibenprofilquerschnitt einer Schleifscheibe mit einem lokalen Minimum bzw. einer Senke abgerichtet werden, kann dies gemäß dem Stand der Technik durch eine zweidimensionale Abrichtbahn erreicht werden, die den Profilquerschnitt in der Schnittebene identisch nachzeichnet. In diesem Fall beinhaltet die Abrichtbahn das lokale Minimum des Profilquerschnitts. Soweit diese Abrichtbahn nunmehr mit z.B. zwei zueinander senkrecht angeordneten Linearachsen abgefahren wird, muss eine dieser Achsen das Minimum der Abrichtbahn durch eine Richtungsumkehr abbilden (vgl. Fig. 1).
  • Dies kann erfindungsgemäß z.B. dadurch vermieden werden, dass die Abrichtbahn des an sich zweidimensional abrichtbaren Scheibenprofilquerschnitts dreidimensional gestaltet wird, so dass beim Abrichten zusätzlich eine Bewegung quer zur zuvor beschrieben Schnittebene stattfindet. Die Abrichtbahn verläuft demnach nicht nur zweidimensional in radialer und axialer Richtung der Schleifscheibe, sondern ist zudem auch über einen um die Rotationsachse der Schleifscheibe gemessenen Winkelbereich umfangsseitig umlaufend erstreckt. So kann das hier diskutierte Scheibenprofil mit lokalem Minimum beispielsweise mithilfe von drei Linearachsen entlang einer Abrichtbahn ohne lokales Minimum abgefahren werden, so dass keine der drei Linearachsen eine Richtungsumkehr durchfährt oder zum Stillstand kommt.
  • Eine Weiterbildung des Verfahrens ist demnach gekennzeichnet durch ein Profil des Schleifwerkzeugs, dessen Profilquerschnitt ein oder mehr lokale Minima und/oder lokale Maxima aufweist und durch eine zweidimensionale Achsbewegung mittels zweier NC-Achsen einer Werkzeugmaschine abrichtbar ist, wobei zusätzlich eine weitere dritte Achse verwendet wird, um das Abrichten entlang einer dreidimensionalen Abrichtbahn durchzuführen.
  • Es versteht sich, dass die voranstehenden Ausführungen zu dem Scheibenprofilquerschnitt mit lokalem Minimum und den beteiligten Linearachsen beispielhaft zu verstehen sind und sich gleichermaßen Fallkonstellationen mit Schleifwerkzeugprofilquerschnitten mit ein oder mehreren lokalen Minima und/oder ein oder mehreren lokalen Maxima angeben lassen und hierbei NC-Linearachsen und/oder NC-Schwenkachsen und/oder NC-Drehachsen eingesetzt werden, um in einer überlagerten Bewegung ein Abrichten des Profils des Schleifwerkzeugs zu ermöglichen, wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
  • Nach einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist das Schleifwerkzeug eine abrichtbare Schleifschnecke. Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens kann demnach die Genauigkeit beim Abrichten der Schleifschnecke verbessert werden.
  • Die Schleifschnecke hat insbesondere ein Schleifschneckenprofil, deren Schneckenprofilquerschnitt eine Mehrzahl lokaler Minima und/oder lokaler Maxima aufweist, wobei wenigstens ein lokales Minimum und/oder ein lokales Maximum in einem kontinuierlichen Überlauf abgerichtet werden.
  • Die voranstehenden, mit Bezug zur Schleifscheibe getroffenen Ausführungen zur Bedeutung des kontinuierlichen Überlaufs gelten hier gleichermaßen. So werden Minima und Maxima des betreffenden Schneckenprofilquerschnitts insbesondere ohne ein Segmentieren im Bereich der Minima bzw. Maxima abgerichtet.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine oder mehr der NC-Achsen Linearachsen sind, wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden Linearachsen eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer oder gleich 1 µm/s ist, insbesondere größer oder gleich 10 µm/s ist. So wird vermieden, dass die jeweilige Linearachse während des Abfahrens der Abrichtbahn bzw. während die Abrichtrolle mit dem Schleifwerkzeug im formgebenden Kontakt ist, in einen Zustand der Haftreibung kommt. Es versteht sich, dass die betreffende Linearachse während des Abrichtens bzw. des Abfahrens der Abrichtbahn im formgebenden Kontakt ausschließlich in eine Richtung verfahren wird - d.h. ohne Richtungsumkehr.
  • Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass eine oder mehr der NC-Achsen Drehachsen oder Schwenkachsen sind, wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden Drehachsen oder Schwenkachsen eine Drehgeschwindigkeit oder Schwenkgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer oder gleich 1*10-6 °/s ist, insbesondere größer oder gleich 10*10-6 °/s ist.
  • Die Erfindung kann z.B. mithilfe dreier Linearachsen realisiert werden, die einem kartesischen Koordinatensystem entsprechend angeordnet sind.
  • Gemäß alternativer Ausgestaltungen kann die Erfindung mithilfe von Linearachsen realisiert werden, die geneigt und/oder windschief angeordnet sind, d.h. insbesondere nicht senkrecht aufeinander stehend angeordnet sind.
  • Alternativ oder ergänzend können Schwenk- und/oder Drehachsen eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße Lehre zu realisieren.
  • Maßgeblich ist dabei jeweils nicht die relative Anordnung der jeweiligen NC-Achsen oder inwieweit eine betreffende NC-Achse eine rotatorische und/oder translatorische Relativbewegung bewirkt, sondern dass die erfindungsgemäß geforderte Bedingung erfüllt ist, dass während des Abfahrens der Abrichtbahn und während die Formabrichtrolle mit dem Schleifwerkzeug formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist, dass jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
    • Fig. 1
    die der Erfindung zugrundeliegende Problemstellung anhand zweier Linearachsen;
    Fig. 2A
    ein Schleifwerkzeugprofilquerschnitt eines Schleifwerkzeugs;
    Fig. 2B
    eine Seitenansicht des Schleifwerkzeugs aus Fig. 2A;
    Fig. 2C
    der Schleifwerkzeugprofilquerschnitt aus Fig. 2A mit einer Abrichtrolle;
    Fig. 2D
    eine Seitenansicht des Schleifwerkzeugs aus Fig. 2C mit der Abrichtrolle in zwei Positionen;
    Fig. 2E
    eine weitere Seitenansicht des Schleifwerkzeugs aus Fig. 2C mit der Abrichtrolle in zwei Positionen;
    Fig. 3
    eine dreidimensionale Darstellung zweier Abrichtbahnverläufe entlang einer Oberfläche des Schleifwerkzeugs.
  • Fig. 1 ist eingangs bereits diskutiert worden, um die der Erfindung zugrundeliegende Problemstellung aufzuzeigen. Zusammenfassend soll eine Abweichung 4 des Ist-Wegs 2 vom Soll-Weg 1 durch eine Vermeidung einer Richtungsumkehr einer NC-Achse - gemäß Fig. 1 der Y-Achse - vermieden werden. Eine Umsetzung der erfindungsgemäßen Lösung bedeutet bezogen auf das Beispiel gemäß Fig. 1 daher, dass das betreffende Schleifwerkzeug derart abgerichtet wird, dass der Soll-Weg für keine der beteiligten NC-Achsen in Y-Richtung und Z-Richtung ein lokales Minimum aufweist, obschon der Profilquerschnitt der abzurichtenden Schleifscheibe ein solches lokales Minimum hat. Anhand der Fig. 2A - 2E und Fig. 3 wird exemplarisch eine Lösung dieser Problemstellung aufgezeigt.
  • Fig. 2A zeigt einen Schleifwerkzeugprofilquerschnitt 10 eines abrichtbaren Schleifwerkzeugs 12. Der hier gezeigte Schleifwerkzeugprofilquerschnitt 10 kann ein Ausschnitt eines Teils eines Profilquerschnitts einer Schleifschnecke sein, deren Profilquerschnitt sich insgesamt über ein Mehrfaches des in Fig. 2A gezeigten Ausschnitts in positive und negative z-Richtung weiter erstreckt. Der hier gezeigte Schleifwerkzeugprofilquerschnitt 10 kann ein Ausschnitt eines Profilquerschnitts einer Schleifscheibe sein, die sich ebenfalls über den in Fig. 2A gezeigten Ausschnitt in positive und negative z-Richtung weiter erstreckt. Der hier gezeigte Schleifwerkzeugprofilquerschnitt 10 kann der Profilquerschnitt einer Schleifscheibe sein.
  • Die mit "Z" bezeichnete Koordinatenachse (Z-Achse) repräsentiert einerseits eine Koordinate des in Fig. 2A gezeigten kartesischen Koordinatensystems X,Y,Z. Andererseits repräsentiert "Z" eine NC-Linearachse einer Werkzeugmaschine 14, die eine lineare bzw. translatorische Bewegung des Schleifwerkzeugs 12 entlang der Koordinatenrichtung "Z" ermöglicht. Dies gilt gleichermaßen für die Achsen X und Y, so dass das kartesische Koordinatensystem X,Y,Z nicht lediglich als virtuelles Bezugssystem zu verstehen ist, sondern von drei senkrecht zueinander orientierten NC-Linearachsen X,Y,Z aufgespannt ist.
  • Der Schleifwerkzeugprofilquerschnitt hat ein lokales Minimum 16, das in der Seitenansicht gemäß Fig. 2B durch die gestrichelte Kreislinie dargestellt ist.
  • Soweit nunmehr dieses Schleifprofil 10 mit einer Formabrichtrolle 18 gemäß Fig. 2C abgerichtet werden soll, wird die Formabrichtrolle 18 üblicherweise zweidimensional, d.h. ausschließlich innerhalb der von der Y-Achse und Z-Achse aufgespannten Y-Z-Ebene bewegt und zwar von einem ersten Kontaktpunkt 20, hin zu einem zweiten, im Minimum 16 liegenden Kontaktpunkt 22 bis zum Kontaktpunkt 24. Die so entstehende, durch die Hohlpfeile angedeutete Abrichtbahn bildet daher den Profilquerschnitt des Schleifwerkzeugs 12 in der Y-Z-Ebene identisch ab. Die Linearachse Y durchläuft die geschilderte, nachteilige Richtungsumkehr. Die durch die Hohlpfeile und Kontaktpunkte 20, 22, 24 repräsentierte Abrichtbahn ist daher nicht erfindungsgemäß.
  • Es versteht sich, dass die beschriebene Abrichtbahn einen kontinuierlichen Überlauf entlang des Profils des Schleifwerkzeugs 12 darstellt und die Kontaktpunkte 20, 22, 24 lediglich als Stützstellen zur Veranschaulichung des Verlaufs der kontinuierlichen Abrichtbahn dienen. Die Relativbewegung könnte alternativ ausgehend von dem Kontaktpunkt 24 über den Kontaktpunkt 22 hin zu dem Kontaktpunkt 20 verlaufen.
  • Erfindungsgemäß wird nunmehr eine dreidimensionale Abrichtbahn 26 verwendet, um das Schleifwerkzeug 12 abzurichten.
  • Hierzu wird zusätzlich zur Bewegung in Y-Richtung und Z-Richtung eine Bewegung in X-Richtung überlagert. Dabei weist die eine Abrichtbahn 26, die durch die Vollpfeile und die Kontaktpunkte 28, 30, 32 repräsentiert wird, kein lokales Minimum auf. Die Abrichtbahn kann daher ohne Richtungsumkehr und Stillstand einer der Linearachsen X,Y,Z kontinuierlich abgefahren werden, wobei dennoch das lokale Minimum des Profilquerschnitts 10 in einem kontinuierlichen Überlauf abgerichtet wird.
  • Mit anderen Worten wird die Formabrichtrolle 18 entlang eines Profils der Schleifscheibe R(Z) zusätzlich in Umfangsrichtung des Schleifwerkzeugs bewegt, wir durch den Winkel α angedeutet.
  • Es wird daher ein Verfahren zum Abrichten des Schleifwerkzeugs 12 mittels der Werkzeugmaschine 14 durchgeführt, mit den Verfahrensschritten.
  • Bereitstellen des abrichtbaren Schleifwerkzeugs 12; Abrichten des Schleifwerkzeugs 12 mittels der Formabrichtrolle 18, wobei das an dem Schleifwerkzeug 12 zu erzeugende Werkzeugprofil 10 durch einen Kontakt zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug 12 und der rotierenden Formabrichtrolle 18 entlang einer Abrichtbahn 26 gebildet wird, wobei ein Abfahren der Abrichtbahn 26 automatisiert mithilfe von drei NC-Achsen X,Y,Z der Werkzeugmaschine 14 erfolgt, die eine Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug 12 und der rotierenden Formabrichtrolle 18 erzeugen; und wobei während des Abfahrens der Abrichtbahn 26 und während die Formabrichtrolle 18 mit dem Schleifwerkzeug 12 formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist, dass jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug 12 und der rotierenden Formabrichtrolle 18 erzeugenden NC-Achsen X, Y, Z eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen X, Y, Z eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
  • Fig. 2E veranschaulicht drei Positionen der Formabrichtrolle 18, die die Abrichtbahn 26 im kontinuierlichen formgebenden Kontakt mit dem Schleifwerkzeug einnimmt in einer Übersichtsdarstellung.
  • In Fig. 3 ist eine Gegenüberstellung der zweidimensionalen, nicht erfindungsgemäßen Abrichtbahn und der dreidimensionalen, erfindungsgemäßen Abrichtbahn gezeigt. Die Formabrichtrolle ist zur Verbesserung der Übersichtlichkeit nicht in Fig. 3 dargestellt.
  • Wiederum repräsentieren die hohlen Kreise und Pfeile die nicht erfindungsgemäße, zweidimensionale Abrichtbahn entlang der schraffierten Oberfläche des abzurichtenden Schleifwerkzeugs 12 und die vollen Kreise und Pfeile repräsentieren die erfindungsgemäße Abrichtbahn zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. R(z) ist der Radius des Schleifwerkzeugs.
  • Um die erforderlichen Verfahrwege der Linearachsen X,Y,Z für die zweidimensionale und die dreidimensionale Abrichtbahn zu verdeutlichen, sind die Abrichtbahnen auf die Y-Z-Ebene und die X-Z-Ebene projiziert worden. Es ist ersichtlich, dass die Y-Achse für die zweidimensionale Abrichtbahn eine Richtungsumkehr durchführen muss, um vom Punkt 22 den Punkt 24 anzufahren. Weiter ist erkennbar, dass für die zweidimensionale Abrichtbahn keine Bewegung der X-Achse erforderlich ist. Das Profil des Schleifwerkzeugs 12 ist daher in einer zweidimensionalen Bewegung abrichtbar.
  • Erfindungsgemäß wird die Abrichtbahn 26 gemäß der ausgefüllten Kreise 28, 30, 32 gewählt, wobei die Abrichtbahn 26 in ihrer Projektion auf die Y-Z-Ebene und die X-Z-Ebene kein lokales Minimum aufweist. Jede der beteiligten Linearachsen X,Y,Z wird daher ausschließlich in einer Richtung verfahren, so dass die Abrichtbahn 26 ohne Stillstand oder Richtungswechsel einer der dir Relativbewegung zwischen der Formabrichtrolle und dem Schleifwerkzeug erzeugenden NC-Achsen X,Y,Z abgefahren wird.
  • Zur Bestimmung einer erfindungsgemäßen Abrichtbahn kann daher folgende Bedingung aufgestellt werden "DY/DZ<=0 und DX/DZ>=0": solange DR/DZ <= 0: X=0, Y(Z)=R(Z), Z=Z(T) und YMIN = Min(Y(Z)); wenn DR/DZ > 0: X(Z)=SQRT(R2(Z)-YMIN2), Y(Z)=YMIN, Z=Z(T), wobei T der Prozesszeit entspricht, so dass Z als Leitachse zur Synchronisation der beteiligten NC-Achsen fungiert.
  • Die einem kartesischen Koordinatensystem entsprechende Anordnungen dreier Linearachsen X, Y, Z ist lediglich beispielhaft zu verstehen und dient der Veranschaulichung des der Erfindung zugrundliegenden Prinzips.
  • Gemäß alternativer Ausführungsbeispiele kann die Erfindung mithilfe von Linearachsen realisiert werden, die geneigt und/oder windschief zueinander angeordnet sind, d.h. insbesondere nicht senkrecht aufeinander stehend angeordnet sind. Alternativ oder ergänzend können Schwenk- und/oder Drehachsen eingesetzt werden, um die erfindungsgemäße Lehre zu realisieren.
  • Maßgeblich ist dabei nicht die relative Anordnung der jeweiligen NC-Achse oder inwieweit die betreffende NC-Achse eine rotatorische und/oder translatorische Relativbewegung bewirkt, sondern dass die erfindungsgemäß geforderte Bedingung erfüllt ist, dass während des Abfahrens der Abrichtbahn und während die Formabrichtrolle mit dem Schleifwerkzeug formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist, dass jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden NC-Achsen eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
    • Bezugszeichen
    • 1
    Soll-Weg
    2
    Ist-Weg
    3
    lokales Minimum
    4
    Abweichung / Doppelpfeil
    10
    Schleifwerkzeugprofilquerschnitt, Werkzeugprofil
    12
    Schleifwerkzeug / Schleifscheibe / Schleifschnecke
    14
    Werkzeugmaschine
    16
    lokales Minimum
    18
    Formabrichtrolle
    20
    Kontaktpunkt
    22
    Kontaktpunkt
    24
    Kontaktpunkt
    26
    Abrichtbahn
    28
    Kontaktpunkt
    30
    Kontaktpunkt
    32
    Kontaktpunkt
    X
    Linearachse, Koordinatenachse
    Y
    Linearachse, Koordinatenachse
    Z
    Linearachse, Koordinatenachse

Claims (8)

  1. Verfahren zum Abrichten eines Schleifwerkzeugs mittels einer Werkzeugmaschine, mit den Verfahrensschritten:
    - Bereitstellen eines abrichtbaren Schleifwerkzeugs (12);
    - Abrichten des Schleifwerkzeugs (12) mittels einer Formabrichtrolle (18),
    - wobei das an dem Schleifwerkzeug zu erzeugende Werkzeugprofil (10) durch einen Kontakt zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) entlang einer Abrichtbahn (26) gebildet wird,
    - wobei ein Abfahren der Abrichtbahn automatisiert mithilfe von zwei oder mehr NC-Achsen (X, Y, Z) der Werkzeugmaschine (14) erfolgt, die eine Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugen;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - während des Abfahrens der Abrichtbahn (26) und während die Formabrichtrolle (18) mit dem Schleifwerkzeug (12) formgebend in Kontakt ist, vorgesehen ist,
    - dass jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugenden NC-Achsen (X, Y, Z) eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer null ist, wobei keine dieser NC-Achsen (X, Y, Z) eine Richtungsumkehr durchführt oder zum Stillstand kommt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - abrichtbare Schleifwerkzeug (12) eine abrichtbare Schleifscheibe (12) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schleifscheibe (12) ein Scheibenprofil (10) hat, deren Scheibenprofilquerschnitt (12) mindestens ein lokales Minimum und/oder mindestens ein lokales Maximum aufweist,
    - wobei das lokale Minimum und/oder lokale Maximum in einem kontinuierlichen Überlauf abgerichtet werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - Schleifwerkzeug (12) eine abrichtbare Schleifschnecke (12) ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Schleifschnecke (12) ein Schneckenprofil (10) hat, deren Schneckenprofilquerschnitt eine Mehrzahl lokaler Minima und/oder lokaler Maxima aufweist,
    - wobei wenigstens ein lokales Minimum und/oder ein lokales Maximum in einem kontinuierlichen Überlauf abgerichtet werden.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    - ein Profil (10) des Schleifwerkzeugs (12), dessen Profilquerschnitt (10) ein oder mehr lokale Minima und/oder lokale Maxima aufweist und durch eine zweidimensionale Achsbewegung mittels zweier NC-Achsen (Y, Z) einer Werkzeugmaschine abrichtbar ist,
    - wobei zusätzlich eine weitere dritte Achse (X) verwendet wird, um das Abrichten entlang einer dreidimensionalen Abrichtbahn (26) durchzuführen.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugenden NC-Achsen (X, Y, Z) eine Linearachse ist
    und/oder
    - eine der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug (12) und der rotierenden Formabrichtrolle (18) erzeugenden NC-Achsen eine Schwenkachse oder Drehachse ist.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - eine oder mehr NC-Achsen Linearachsen (X, Y, Z) sind, wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden Linearachsen (X, Y, Z) eine Achsgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer oder gleich 1 µm/s ist, insbesondere größer oder gleich 10 µm/s ist,
    und/oder
    - eine oder mehr NC-Achsen Drehachsen oder Schwenkachsen sind, wobei jede der die Relativbewegung zwischen dem rotierenden Schleifwerkzeug und der rotierenden Formabrichtrolle erzeugenden Drehachsen oder Schwenkachsen eine Drehgeschwindigkeit oder Schwenkgeschwindigkeit aufweist, deren Betrag größer oder gleich 1*10-6 °/s ist, insbesondere größer oder gleich 10*10-6 °/s ist.
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