CH654782A5

CH654782A5 - Verfahren und vorrichtung zum kompensieren der abnuetzung eines zustellbaren schleifscheibenabrichtwerkzeuges.

Info

Publication number: CH654782A5
Application number: CH1706/82A
Authority: CH
Inventors: Meinrad Donner
Original assignee: Maag Zahnraeder & Maschinen Ag
Priority date: 1982-03-19
Filing date: 1982-03-19
Publication date: 1986-03-14
Also published as: DE3213047C1; US4539779A; US4571891A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kompensieren der Abnützung eines zustellbaren Schleifscheibenabricht-werkzeuges, mittels welchem eine Schleifscheibenarbeitsflä-che, die sich in einer bestimmten Ebene befindet, um einen einstellbaren Abrichtbetrag abgerichtet wird. Ausserdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 27 26 843) zum intervallweisen Abrichten einer auf ein

Werkstück einwirkenden Arbeitsfläche einer axial nachstellbaren tellerförmigen Schleifscheibe an einer Zahnradschleifmaschine, bei dem die Position der Arbeitsfläche kontrolliert und die Schleifscheibe so nachgestellt wird, dass die Arbeitsfläche unabhängig von ihrer Abnutzung am gleichen Ort belassen wird, und bei dem die Arbeitsfläche mittels des ebenfalls axial zustellbaren Abrichtwerkzeuges pro vorgewähltem Abrichtintervall einmal abgerichtet wird, wird das Abrichtwerkzeug jeweils dann zugestellt, wenn innerhalb des Abrichtintervalls ein vorgewählter Gesamtbetrag der Schleifscheibennachstellung unterschritten wird. Mit dem Abrichten wird bezweckt, eine hohe Schnittleistung hochbeanspruchter Schleifscheiben beim Zahnradschleifen zu erreichen und aufrechtzuerhalten. Die Arbeitsfläche muss stets ausreichend abgerichtet werden, damit sie scharf bleibt. Zum taktweisen Kontrollieren der Position der Arbeitsfläche der Schleifscheibe wird ein Taster intermittierend an die Arbeitsfläche angeschwenkt. Sobald ein dem Taster zugeordneter Kontakt infolge einer gewissen Abnützung der Arbeitsfläche geschlossen wird, wird die Schleifscheibe nachgestellt. Wird innerhalb eines Abrichtintervalls, dessen Länge in Abhängigkeit von der Beschaffenheit der Schleifscheibe und der von dem Zahnrad abzutragenden Materialmenge wählbar ist, eine bestimmte Anzahl von Nachstellungen der Schleifscheibe nicht erreicht, so bedeutet das, dass die Arbeitsfläche nicht scharf genug ist und wieder abgerichtet werden muss. Je nach dem Ausmass der Unterschreitung der vorgewählten Anzahl der Nachstellungen der Schleifscheibe wird dann das Abrichtwerkzeug mehr oder weniger zugestellt, um die Arbeitsfläche abzurichten. Anschliessend wird wieder für die Dauer des nächsten Abrichtintervalls geschliffen, wobei sich der vorstehend geschilderte Vorgang wiederholt.

Bei dem bekannten Verfahren kann somit immer erst nach Ablauf des Abrichtintervalls festgestellt werden, ob die Schleifscheibe scharf ist und richtig Arbeit leistet. Das kann bei stark beanspruchten Schleifscheiben nachteilig sein, weil diese dann eine gewisse Zeit mit nicht ausreichend scharfer Arbeitsfläche schleifen. Die Unterschreitung der Anzahl der Nachstellungen der Schleifscheibe im vorangehenden Abrichtintervall erlaubt aber nur einen mittelbaren Rückschluss auf die Abnützung des Abrichtwerkzeuges, denn es wird einfach angenommen, dass dieses beim vorangehenden Abrichten zuwenig abgerichtet hat, weil es abgenützt war, weshalb es beim erneuten Abrichten entsprechend zugestellt werden muss. Der Erfolg, der beim Abrichten durch die erneute Zustellung erzielt wird, lässt sich dann aber wieder erst nach Ablauf des anschliessenden Abrichtintervalls feststellen. Da das Ausmass der Abnützung des Abrichtwerkzeuges bei dem bekannten Verfahren nicht messbar ist und da dessen Zustellung nur stufenweise erfolgen kann, ist die Kompensation der Abnützung des Abrichtwerkzeuges noch verbesserungsbedürftig.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung so zu verbessern, dass sich der Grad der Abnützung des Abrichtwerkzeuges sofort, d.h. vor dem Beginn des nächsten Abrichtintervalls und genauer feststellen und das Abrichtwerkzeug entsprechend genauer zustellen lässt.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 3 angegebenen Schritte bzw. Merkmale gelöst.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird das Abrichtwerkzeug um einen gewünschten Abrichtbetrag zugestellt, und nach dem Abrichten der Arbeitsfläche wird die Schleifscheibe sofort zugestellt, bis sich ihre Arbeitsfläche wieder in der bestimmten Ebene befindet. Wenn der Zustellbetrag der Schleifscheibe gleich dem gewünschten Abrichtbetrag ist, so ist das Abrichtwerkzeug nicht abgenützt und hat die Arbeits2

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fläche ausreichend abgerichtet, d.h. ausreichend geschärft, so dass der Schleifvorgang sofort beginnen kann. Wird aber zwischen dem Zustellbetrag der Schleifscheibe und dem gewünschten Abrichtbetrag eine Differenz festgestellt, so wird das Abrichtwerkzeug entsprechend dieser Differenz zusätzlich zu dem gewünschten Abrichtbetrag, der nicht erreicht wurde, zugestellt und erneut abgerichtet. Die nach dem erneuten Abrichten vorliegende Arbeitsfläche hat dann die gewünschte Schärfe, und der Schleifvorgang kann beginnen. Auf diese Weise lässt sich eine Abnützung des Abrichtwerkzeuges sofort erkennen, und das Abrichtwerkzeug lässt sich entsprechend seinem Abnützungsgrad stufenlos zustellen. Dadurch entfallt das bei dem bekannten Verfahren erforderliche Abwarten bis zum Ende des nächsten Abrichtintervalls, und das bei dem bekannten Verfahren erfolgende stufenweise Zustellen aufgrund eines mittelbaren Rückschlusses auf den Abnützungsgrad des Abrichtwerkzeuges wird durch eine stufenlose Zustellung desselben auf der Grundlage einer genauen Messung beseitigt. Durch das Verfahren nach der Erfindung lässt sich somit die Abnützung des Abrichtwerkzeuges wesentlich schneller und genauer kompensieren und die Schleifleistung der Schleifscheibe wird wesentlich verbessert.

Das Verfahren nach der Erfindung wird vorzugsweise zwar ebenfalls intervallweise durchgeführt, es bietet aber den zusätzlichen Vorteil, dass sich bei jedem Abrichten das festgestellte Ausmass der Abnützung des Abrichtwerkzeuges festhalten und dann aus mehreren Abrichtvorgängen ein Mittelwert der Abrichtwerkzeugabnützung ermitteln lässt, mittels welchem dann bei anschliessenden Abrichtvorgängen der gewünschte Abrichtbetrag gleich so eingestellt werden kann, dass mit einmaligem Abrichten die Arbeitsfläche ausreichend geschärft wird, d.h. Gleichheit zwischen dem gewünschten Abrichtbetrag und dem Schleifscheibenzustellbe-trag erreicht wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung enthält einen Kreuzschlitten, der das Abrichtwerkzeug trägt. Da der rechtwinkelig zur Arbeitsfläche verfahrbare Schlittenteil des Kreuzschlittens stufenlos bewegbar ist, lässt sich das Abrichtwerkzeug wesentlich genauer, d.h. genau entsprechend dem Grad seiner Abnützung zustellen. Während bei der bekannten Vorrichtung das Abrichtwerkzeug nur axial zustellbar und dann in einer Schwenkbewegung zum Abrichten über die Arbeitsfläche hinwegbewegbar ist, ist bei der Vorrichtung nach der Erfindung das Abrichtwerkzeug parallel und rechtwinkelig zur Arbeitsfläche verfahrbar. Das ermöglicht, die Vorrichtung nicht nur zum Abrichten der ringförmigen Arbeitsfläche einer tellerförmigen Schleifscheibe zu verwenden, sondern eine gleiche Vorrichtung zusätzlich zum Abrichten der Mantelfläche dieser Schleifscheibe zu verwenden. Zur Messung des Schleifschei-benzustellbetrages nach dem Abrichten kann dabei dasselbe Wegmesssystem benutzt werden, das in der Achse der Schleifscheibe angeordnet und in der Lage ist, dessen Zustellbetrag sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung zu messen.

Zweckmässige Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 und 4.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch den Aufbau einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Die Figur zeigt als Beispiel einer abzurichtenden Schleifscheibe eine tellerförmige Schleifscheibe 10, mit deren ebener Arbeitsfläche 12 die Zahnflanken eines nicht dargestellten Zahnrades bearbeitet werden. Die Schleifscheibe 10 ist auf einer durch ihre Mittelachse 14 angedeuteten Schleifspindel befestigt, die so gelagert und geführt ist, dass die Schleifscheibe 10 bezüglich dieser Mittelachse mittels nicht dargestellter Zustellantriebe axial und radial verfahren werden kann. Vor einem Schleifvorgang befinden sich die scharfe Arbeitsfläche 12 der Schleifscheibe 10 und deren Mantelfläche 16 in bestimmten Ebenen 12E bzw. 16E. Wenn sich die Arbeitsfläche 12 der Schleifscheibe während des Schleifens abnützt, so wandert die Arbeitsfläche in der Figur etwas nach links. Durch entsprechendes axiales Zustellen der Schleifscheibe wird die Arbeitsfläche 12 dann wieder in die Ebene 12E gebracht. Die Materialdicke der Schleifscheibe 12 wird mit zunehmender Abnützung und Abrichtung der Schleifscheibe geringer, weshalb von Zeit zu Zeit auch die Mantelfläche 16 der Schleifscheibe abgerichtet werden muss. Durch das radiale Zustellen wird dann die Schleifscheibe wieder in die Ebene 16E gebracht. Mit der Schleifspindel ist ein Wegmesssystem 18 gekuppelt, mittels welchem sich die Zustellbeträge der Schleifscheibe in axialer und radialer Richtung genau messen lassen.

Neben der Schleifscheibe 10 ist auf der Höhe von deren Arbeitsfläche 12 ein insgesamt mit der Bezugszahl 20 bezeichneter Kreuzschlitten angeordnet, der ein parallel zur Arbeitsfläche 12 verfahrbares Schlittenteil S, und ein rechtwinkelig zur Arbeitsfläche 12 verfahrbares Schlittenteil S2 aufweist. Jedem Schlittenteil ist ein stufenloser Antrieb M, bzw. M2 zugeordnet. Bei diesen stufenlosen Antrieben kann es sich beispielsweise, wie dargestellt, jeweils um einen Motor handeln, der das zugeordnete Schlittenteil durch eine Spindel in beiden Längsrichtungen derselben antreiben kann. Das Schlittenteil S2 trägt ein Abrichtwerkzeug 22, bei welchem es sich üblicherweise um einen Diamanten handelt. Durch die Schlittenteile St und S2 ist das Abrichtwerkzeug 22 parallel bzw. rechtwinkelig zur Arbeitsfläche 12 bewegbar. Die Bewegung mit dem Schlittenteil S! ist die Abrichtbewegung, bei der die Arbeitsfläche 12 durch das Abrichtwerkzeug 22 abgedreht wird. Die Bewegung mit dem Schlittenteil S2 dient zum Zustellen des Abrichtwerkzeuges 22 in Richtung der Arbeitsfläche 12 wegen Abnützung der Arbeitsfläche und/oder des Abrichtwerkzeuges. Dem Schlittenteil S2 ist ein Berührungsdetektor 24 zugeordnet, mittels welchem sich genau feststellen lässt, wann die Spitze des Abrichtwerkzeuges 22 die Arbeitsfläche 12 berührt.

Eine insgesamt mit der Bezugszahl 26 bezeichnete Tastvorrichtung dient zum Feststellen, wann sich die Arbeitsfläche 12 der Schleifscheibe 10 in der bestimmten Ebene 12E befindet. Die Tastvorrichtung 26 hat einen als Hebel ausgebildeten Taster 261, der um einen Drehpunkt 262 schwenkbar ist. Wenn der Taster mit seinem einen Ende 263 die Arbeitsfläche 12 berührt, kommen an seinem anderen Ende Kontakte 264 in Berührung und liefern über eine Signalschaltung 28 ein Signal an eine Steuereinrichtung 30, welches dieser anzeigt, dass sich die Arbeitsfläche 12 in der Ebene 12E befindet. Weiter sind mit der Steuereinrichtung 30 der Berührungsdetektor 24, der dieser anzeigt, wann die Spitze des Abrichtwerkzeuges 22 die Arbeitsfläche 12 berührt, und das Wegmesssystem 18 verbunden, das ihr den Zustellbetrag der Schleifscheibe (in dem dargestellten Beispiel in axialer Richtung) meldet. Die Steuereinrichtung 30 steuert über Leistungsverstärker Vi und V2 die Antriebe M, bzw. M2 des Kreuzschlittens 20 an.

Die vorstehend beschriebene Vorrichtung arbeitet fol-gendermassen:

Ein Abrichtvorgang beginnt damit, dass das Abrichtwerkzeug 22 mit dem Schlittenteil S2, der durch den durch die Steuereinrichtung 30 angesteuerten Antrieb M2 angetrieben wird, von der Arbeitsfläche 12 horizontal weggefahren, d.h. in der Figur nach rechts bewegt wird. Die Schleifscheibe 10 wird durch ihren (nicht dargestellten) axialen Zustellan-

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trieb so weit nach rechts zugestellt, bis sie sich in der bestimmten Ebene 12E befindet. Das wird durch die Tastvorrichtung 26 ermittelt. Mit Hilfe des Tastsignals aus der Signalschaltung 28 schaltet dann die Steuereinrichtung 30 den axialen Zustellantrieb über eine (ebenfalls nicht dargestellte) Verbindung ab.

Die Steuereinrichtung 30 betätigt dann den Antrieb M, des Schlitten teils Sj derart, dass die Spitze des Abrichtwerkzeuges 22 etwa auf die Höhe der Mitte der Arbeitsfläche 12 der Schleifscheibe 10 bewegt wird. Dann betätigt die Steuereinrichtung wieder den Antrieb M2 derart, dass das Schlittenteil S2 in Richtung zur Arbeitsfläche 12 bewegt wird, bis der Berührungsdetektor 24 anspricht und die Steuereinrichtung 30 mittels dessen Ausgangssignal den Antrieb M2 abschaltet. Die Spitze des Abrichtwerkzeuges 22 befindet sich nun genau in der Ebene 12E.

Nun wird durch die Steuereinrichtung 30 erneut der Antrieb Mi betätigt, der das Schlittenteil Si in der Figur so weit nach oben bewegt, bis sich das Abrichtwerkzeug 22 in einer Endstellung EL befindet. Jetzt betätigt die Steuereinrichtung 30 wieder den Antrieb M2, um das Abrichtwerkzeug 22 um einen gewünschten Abrichtbetrag a zuzustellen, wodurch das Abrichtwerkzeug 22 aus der Endstellung EL in die neue Stellung EL' gelangt.

Durch reversierendes Betätigen des Antriebs Ml5 d.h. durch Hin- und Herbewegen des Schlittenteils Sj wird nun die Arbeitsfläche 12 durch das Abrichtwerkzeug 22 abgerichtet.

Es wird nun erneut, wie oben beschrieben, der axiale ZuStellantrieb der Schleifscheibe 10 betätigt. Wenn sich deren Arbeitsfläche 12 wieder in der Ebene 12E befindet, was durch die Tastvorrichtung 26 erkannt wird, wird über die Signalschaltung 28 und die Steuereinrichtung 30 der axiale ZuStellantrieb abgeschaltet. Der Zustellbetrag z wird dabei durch das Wegmesssystem 18 gemessen und der Steuereinrichtung 30 gemeldet. Ein in der Steuereinrichtung 30 enthaltener Komparator (nicht dargestellt) vergleicht den gewünschten Abrichtbetrag a mit dem Zustellbetrag z der Schleifscheibe. Wenn der Abrichtbetrag und der Zustellbetrag übereinstimmen, ist die Arbeitsfläche ausreichend abgerichtet, d.h. ausreichend scharf gemacht worden, und der Schleifvorgang kann beginnen.

Wenn hingegen durch den Komparator festgestellt wird, dass der Zustellbetrag z kleiner ist als der gewünschte Ab-richtbetrag a, so bedeutet das, dass die Arbeitsfläche 12 wegen vorhandener Abnützung des Abrichtwerkzeuges 22 nicht ausreichend abgerichtet worden ist. Bevor der nächste Schleifvorgang beginnt, wird deshalb das Abrichtwerkzeug 22 auf vorstehend geschilderte Weise wieder in die Endstellung EL gebracht und das Abrichtwerkzeug 22 um einen zusätzlichen Abrichtbetrag zugestellt, dessen Grösse entsprechend der zwischen dem gewünschten Abrichtbetrag a und dem Zustellbetrag z der Schleifscheibe festgestellten Differenz gewählt wird. Dann wird der Abrichtvorgang wiederholt. Dadurch wird die Abnützung des Abrichtwerkzeuges 22 kompensiert. Der Schleifvorgang kann dann sofort beginnen.

Die bei mehreren Abrichtvorgängen ermittelten Differenzen zwischen dem gewünschten Abrichtbetrag a und dem Zustellbetrag z der Schleifscheibe können beispielsweise ge-mittelt werden, so dass bei späteren Abrichtvorgängen der gewünschte Abrichtbetrag a von vornherein entsprechend dem Abnützungsgrad des Abrichtwerkzeuges modifiziert werden kann. Es ist dann möglich, bälder zu einer Übereinstimmung zwischen dem gewünschten Abrichtbetrag und dem Zustellbetrag zu kommen, wodurch sich das Abrichten wesentlich beschleunigen lässt.

In der Figur ist gestrichelt eine gleiche Vorrichtung 32 dargestellt, d.h. eine Vorrichtung, die ebenfalls mit dem Wegmesssystem 18 gekoppelt ist und im übrigen die gleichen Elemente wie die oben beschriebene Vorrichtung enthält. Diese Vorrichtung dient dem Zweck, die Mantelfläche 16 der Schleifscheibe 10 abzurichten und dabei ebenfalls die Abnützung ihres Abrichtwerkzeuges zu kompensieren. Entsprechend der Arbeitsfläche 12, die in der Ebene 12E gehalten wird, wird die Mantelfläche 16 der Schleifscheibe 10 in der Ebene 16E gehalten. Ansonsten ist die Arbeitsweise der Vorrichtung 32 der der oben beschriebenen Vorrichtung vollständig analog.

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1 Blatt Zeichnungen

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PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Kompensieren der Abnützung eines zustellbaren Schleifscheibenabrichtwerkzeuges, mittels welchem eine Schleifscheibenarbeitsfläche, die sich in einer bestimmten Ebene befindet, um einen einstellbaren Abrichtbetrag abgerichtet wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

a) Positionieren der Spitze des Abrichtwerkzeuges in einer Endstellung, die in der bestimmten Ebene und ausserhalb der Arbeitsfläche liegt;

b) Zustellen des Abrichtwerkzeuges um einen gewünschten Abrichtbetrag;

c) Abrichten der Arbeitsfläche;

d) Zustellen der Schleifscheibe, bis sich ihre Arbeitsfläche wieder in der bestimmten Ebene befindet, und gleichzeitig Messen des Schleifscheibenzustellbetrages;

e) Vergleichen des Zustellbetrages mit dem gewünschten Abrichtbetrag; und f) wenn im Schritt e) eine Differenz festgestellt wird. Wiederholen der Schritte a) bis e) mit entsprechend der Differenz vergrösserter Zustellung des Abrichtwerkzeuges.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt a) folgende Unterschritte beinhaltet:

aa) Entfernen des Abrichtwerkzeuges von der Arbeitsfläche,

ab) Bewegen des Abrichtwerkzeuges etwa auf die Höhe der Mitte der Arbeitsfläche;

ac) Bewegen des Abrichtwerkzeuges, bis dessen Spitze die sich in der bestimmten Ebene befindliche Arbeitsfläche berührt; und ad) Bewegen des Abrichtwerkzeuges in zur Bewegung im Unterschritt ac) rechtwinkeliger Richtung in die Endstellung.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Tastvorrichtung (26) zum Ermitteln des Vorhandenseins der Schleifscheibenarbeitsfläche (12) in der bestimmten Ebene (12E) und zum Betätigen einer Steuereinrichtung (30) für den Zustellantrieb (M2) des Abrichtwerkzeuges (22), dadurch gekennzeichnet, dass das Abrichtwerkzeug (22) auf einem Kreuzschlitten (20) aus parallel bzw. rechtwinkelig zur Arbeitsfläche (12) stufenlos bewegbaren Schlittenteilen (S1; S2) angebracht ist, dass ein Wegmesssystem (18) mit der Schleifscheibe (10) und der Steuereinrichtung (30) gekoppelt ist, und dass die Steuereinrichtung die Weginformation des Wegmesssystems auswertet und entsprechend der Differenz zu dem gewünschten Abrichtbetrag den Zustellantrieb (M2) des Abrichtwerkzeuges (22) betätigt, der mit dem rechtwinkelig zur Arbeitsfläche (12) verfahrbaren Schlittenteil (S2) verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem rechtwinkelig zur Arbeitsfläche verfahrbaren Schlittenteil (S2) ein mit der Steuereinrichung (30) verbundener Detektor (24) zum Erkennen der Berührung zwischen der Arbeitsfläche (12) und der Spitze des Abrichtwerkzeuges (22) zugeordnet ist.