DD272046A1 - Schaltungsanordnung zum bestimmen einer zielposition fuer das zustellen eines zahnradwerkstuecks - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Zustellen eines Zahnradwerkstuecks relativ zu einem eingelueckten Schleifkoerper. An beiden Zahnflanken liegen unterschiedliche Zahnpaarungsgeometrien vor, die im Hinblick auf eine verbesserte Genauigkeit des spaeteren Fertigschliffs beruecksichtigt werden sollen. Zu diesem Zweck wird ausgehend von einer ohne schaedigende Flankenberuehrung gefundenen Testwaelzbahn entsprechend der Rechtsflanke beziehungsweise Linksflanke und der Waelzbahn entsprechend der jeweils anderen Flanke eine Bezugswaelzbahn festgelegt. Ein Positionswertbildner bestimmt eine auf der Bezugswaelzbahn befindliche endgueltige Bezugsposition hinsichtlich einer auf der Testwaelzbahn befindlichen vorlaeufigen Bezugsposition in der gleichen Bettschlittenendlage. Die endgueltige Bezugsposition traegt den Charakter einer Zielposition. Das Anwendungsgebiet der Erfindung sind Zahnflankenschleifmaschinen mit elektronisch gesteuerter Waelzbewegung. Fig. 1

Description

durch Zwischenschalten einer anderen Bewegung, beispielsweise einer Zustellbewegung In Richtung dar Rundtischachse. Die Länge dieser Zustellbeweßiing ist nachteiligerweise dem subjektiven Verhalten des Beciioners ebenso überlassen wie die Festlegung einer Bezugswälzbahn innerhalb des von den berührungsfreien Testwälzbewcgungon begrenzten Zitiässiokeitsbereichs.

Aus Du 235429 ist es bekannt, bei einer nach dem Tuilwälzverfahren arbeitenden und für Einflankenschliff vorgesehenen ZaNnflankenschleifmasuhine die vor einer Te ilbewegung zur nächsten Zahnlücke ablaufende Bewegungsfoige eines lahnradwerkstücks relativ zu einem eingelückten Schleifkörper innerhalb zweier Battschlittenendlagen auszuführen und dabei die Spielauslaganbowegungen von der einen Zahnflanke zur gegenüberliegend^ Zahnflanke entlang dieser Bettschlittenendlagen vorzunehmen. Eine Abbildung der Bewegungsfolge in ainem kartesischen Koordinatensystem mit der Bettschlittenachse und der Rundtischachse weist die für die Rechtsflanke und für die Linksflanke zuständige Wälzbahn jeweils als Gerade aus. Unterschiedliche Steigungen dieser Geraden bedeuten, daß unterschiedliche Durchmesser der Erzeugungswälzkreise und somit voneinander abwoichendo Zahnpaorongsgeometrion vorliegen. In der DDR-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen WP B 23 G730P242.4 wurde weiterhin bereits vorgeschlagen, die bei der Ermittlung der aktuellen Zustellung eines eingelückten Schleifkörpers relativ zu einem Zahnradwerkstück von einer Schaltungsanordnung ausgeführten Berechnungen auf geometrische Beziehungen des Teilwälzschlei'ons zu stützen. Dabei ist die aktuelle Zustellung als die in Richtung der Bettschlittenar'ise vorhandene Entfernung einer Position einer Wälzbahn von einer angenommenen Bezugswälzbahn beschrieben. Wälzbahn und Bezugswälzbahn sind als Wälzgerade beziehungsweise Bezugsgerade mit voneinander abweichender Steigung abgebildet. Die im Ergebnis der Berechnungen entstehenden Daten können nur doshalb ermittelt werden, weil die Bezugswälzbahn in ein Koordinatensystem eingeordnet wird. Zu diesem Zweck ist eine auf der Bezugsgeraden liegende Bazugspositien mit einem definierten Abstand zum Koordinatennullpunkt vereinbart. Dieser Abstand entspricht einer Koordinatentransformation und wird als gesondertes Datum behandelt. Zu den Basisdaten für die Berechnungen gehören die Steigung der Bezugsgeraden, die davon abweichende Steigung der Wälzgeraden sowie die Achskomponenten der Buzugsposition.

Die Lösung vermittelt keinen Hinweis, in welcher Weise die Zustellung in einer Zahnlücke zu gestalten wäre, um bei voneinander abweichender Zahnpaarungsgeometrie der Rechtsflanke und Linksflanke nach dem späteren Fertigschliff die Zahnflanken in verbesserter Genauigkeit zu erhalten.

Ziel der Erfindung

Als Ziel der Erfindung soll eine Erhöhung der Genauigkeit des Fertigschliffs in Anpassung an vorgelagerte Vorgänge erreicht werden.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung zum Bestimmen einer Zielposition für das Zustellen eines Zahnradwerkstücks gemäß dem Oberbogriff des Patentanspruchs so auszubilder., daß di3 Zielposition als in einer Be' (Schlittenendlage befindliche endgültige Bezugsposition für Positioniervorgänge in der Zahnlücke verwendbar ist. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Positionswertbildner zur Ermittlung der Rundtischachskomponente C₀ der Zielposition P₀ gemäß der Beziehung

c -(Z₉- z,) . ^tan*RF -

vorgesehen, zu diesem Zweck aus einem ersten Subtrahierglied, einem zweiten Subtrahierglied sowie einem Arithmetikglied mit einem über seinen ersten Eingang dem ersten Subtrahierglied nachgeschalteten Multiplizierglied sowie einem Dividierglied aufgebaut, mit dem Subtrahendeneingang des ersten Subtrahierglieds am Basisdatenspeicher für die erste Bettschlittenendlage, mit dem Minuendeneingang des ersten Subtrahierglieds am Basisdatenspeicher für die zweite Bettschlittenendlage, mit dem Minuendeneingang des zweiten Subtrahierglieds am Basisdatenspeicher für die Steigung tanx_nF,. mit dem Subtrahendeneingang des zweiten Subtrahierglieds am Basisdatenspeicher für die Steigung tanx_LF sowie mit dem Nennereingang des Dividierglieds an einem Speicher für das Datum Vier angeschlossen ist. wobei entweder das Multiplizierglied mit seinem zweiten Eingang dem zweiten Subtrahierglied und das Dividierglied mit seinem Zählereingang dem Multiplizierglied nachgeschaltet oder das Dividiergüed mit seinem Zählereir.gang dem zweiten Subtrahierglied und das Multiplizierglied mit seinem zweiten Eingang dem Dividierglied nachgeschaltet ist.

Eine voi teilhafte Ausgestaltung der Schaltungsanordnung besteht darin, daß der Positionswertbildner wenigstens ein Mikroprozessor ist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1: eine grafische Darstellung der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung ablaufenden Vorgänge,

Fig. 2: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer ersten Modifikation, Fig. 3: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung in einer zweiten Modifiaktion.

' In Hgur 1 ist ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt, auf dessen vorläufigen Nullpunkt 0' sich ein Zahnradwerkstück

bezieht, das mittels des Bettschlittens u' id des Rundtisches einer im Teilwälzverfahren arbeitenden Zahnflankenschleifmaschine elativ zu einem eingerückten Schleifkörper bewegbar ist.

Eins vorläufige Bettschlittenachse Z' bildet c*ie Abszisse und die Rundtischachse C die Ordinate des vorläufigen Werkstückkoordiriatensystems. In ihm sind die Rechtsflanke 1 und die Linksflanke 2 einer Zahnlücke als Geraden abgebildet. Diese Geraden bezeichnen die Wälzbahnen, wie sie von der Zahnpaarungsgeometrie an der jeweiligen Zahnflanke bostimmt und durch die Steigung tanx der Geraden abgebildet sind. An der Rechtsflanke 1 und an der Linksflanke 2 liegen unterschiedliche Zthnpaarungsgeometrien vor, wobei tanxRF > ianxLF gelten soll.

Dem Bediener ist anhand unterschiedlicher Eingriffswinkel bekannt, daß voneinander abweichende Zahnpaarungsgeometrien vorliegen. Deshalb bewegt er den eingelückten Schleifkörper auf Testwälzbahnen, die diesen Zahnpaarungsgeometrien entsps echen. Dabei dreht er den Rundtisch bis in eine solche Lage, daß sich Schleifkörper und Zahnflanken nicht berühren. Eine entsprechend der Rechtsflanke 1 ausgeführte erste Testwälzbewegung sei durch die Geraden A-A abgebildet, eine entsprechend der Linksflanke ausgeführte zweite Testwälzbewegung durch die Geraden B-B. Die Geraden A-A mit ihrer Steigung tanfap und die Gerade B-B mit ihrer Steigung tanx_lF < tanx_RF ermöglichen es, eine Gerade C-C mit einer minieren Steigung tanX₀ zu bestimmen gemäß der Beziehung

^tan*o = ^tan*RF *

Die mittlere Steigung tanx,, läßt sich deutlicher ausweisen, wenn man die Gerade B-B in einer hierzu parallele Lage B' -B' verlegt, in der sie die Gerade A-A in der Mitte zwischen beiden Bettschlittenendlagen z_t und Z₂ schneidet. Eine Wälzbahn entsprechend der Geraden C-C berührt mit Sicherheit weder die Rechtsflanke 1 noch die Linksflanke 2. Deshalb wird die Gerade C-C als Bezugsgerade verwendet.

In der ersten Bettschlittenendlage z, erreicht die erste Testwälzbewegung eine vorläufige Bezugsposition Pi mi*, der Rund'tischachskomponente c,, deren Größe meßbar und in der Regel ungleich Null ist. Von ihr aus läßt sich mit einer Zustellbewegung eine Zielposition in der ersten Bettschlittenendlage Z\ erreichen, die auf dor Geraden C-C liegt Es wi;d festgelegt, daß diese Zielposition die endgültige Bezugsposition Po für alle nachfolgend in der Zahnlücke ablaufenden Positioniervorgänge sein soll. Die für derartige Positioniervorgängo erforderlichen Berechnungen lasse.! sich reduzieren, wenn die Rundtischachskomponente C₀ der Bezugsposition P₀ in der Größe Null vereinbart und damit die verläufige Bettschlittenachse Z' sowie der vorläufige Koordinatennullpunkt O' durch eine endgültige BettschliUenachse Z sowie einen endgültigen Koordinatennullpunkt O ersetzt wird.

Gemäß Figur 2 ist ein Positionswertbildner 3 vorgesehen, der ausgehend von der erreichten Rundtischachskomponente C₁ der vorläufigen Bezugsposition P₍ die Rundtischachskomponente C₀ der endgültigen Bczugsposition P₀ bestimmt. Der Positionswertbildner 3 besteht aus c nem ersten Subtrahierglied 4, einem zweiten Subtrahierglied 5 und einem Ari'.'nmetikglied 6 mit einem Multiplizierglied 7 und einem Dividierglied 8. Das Multiplizierglied 7 ist über seinen ersten Eingang dom ersten Subtrahierglied 4 und über seinen zweiten Eingang dem zweiten Subtrahierglied 5 nachgeschaltet sowie auspangsseitig mit dem Zählereingang des Dividiorglieds 8 verbunden. An einem Basisdatenspeicher 9 für die erste Uettschiilttnendlage z. ist der Subtrahendeneingang und an einem Basisdatenspeicher 10 für die zweite Bettschlittenendlage Z₂ der Minuendeneingang des ersten Subtrahierglieds 4 angeschlossen. Dem zweiten SuDtrahierglied 5 ist am Minuendeneingang ein fjasisdatenspeichör 11 für die Steigung tanvj,_F und am Subtrahendeneingang ein Basisdatenspeicher 12 für die Steigung tany_LF vorgeschaltet, tin Speicher 13 enthält das Datum Vier. An ihm ist der Nennereingang des Dividiorfjlieds 8 angeschlossen. Der Positionswertbildner 3 bestimmt die Rundtischachskompononte Coder endgültigen Bezugsposition P₀ gemäß der Beziehung

^CO " <²2 - ²l) · ^tan*RF

2 l

als Ausgangssignal des Arithmetikglieds 6, das hier mit dem Ausganßssignal des Dividierglieds 8 identisch ist, und leitet es übereine Speichereinrichtung 14 an einen Rundtischantrieb 15. Die Speichereinrichtung 14 ist 'jußerdern am Basisdatenspeicher 9 fürdie erste Bettschlittenendlage Z₁ angeschlossen und ausgangssei'iig mit einem Bettsch'ittenantrieb 16 verbunden.

Bei der in Figur 3 gezeigten Modifikation der Arithmetikglieds 6 ist der Zählereinganp des Jividierglieds 8 dem zweiten Subtrahierglied 5 und der zweite Eingang des Multiplizißrgliecis 7 dem Dividierglied 8 nachgeschaliet. Das Ausgangssignal des Arithmetikglieds 6 ist hier mit dem Ausgangssignal des Mul'.iplizierglicds 7 identir.ch. Die Lage der endgültigen Bezugsposition Po hinsichtlich dor Lage eier vorläufigen Bezugsposition P] wird von einem Richtungsentscheid für die Zusteilbewegung abhängig gemacht, der im vorteilenden Beispiel C₀ > C₁ festlegt, weil für P₁ die Gerade mit der größeren Steigung tan <rf ausgewählt wurde. Der Richtungsentscheid würde hingegen C₀ > c, festlagen, wenn P₁ auf der iic.aden mit der kleineren Steigung tanxu gelegan

hätte.

Da die ZahfLnkenschleifmaschipe mit einer rechr.ergestützten numerisrnen Bahnsteuereinrichtung versehen ist, kann dar Positionswertbildner 3 ein Mikroprozessor oder mehrere Mikroprozessoren sein.

Claims (3)

1. Schaltungsanordnung zum Bestimmen einer Zielposition für das Zustellen eines Zahnradwerkstückes relativ zu einem eingelückten Schleifkörper auf einer nach dem Teilwälzverfahren arbeitenden CNC-gesteuerten Zahnflankenschleifmaschine mit elektronischem Getriebe, mit einem Basisdatenspeicher für eine erste Bettschlittenendlage Z₁, einem Basisdatenspeicher für eine zweite Bettschlittenendlage Z₂, einem Basisdatenspeicher für die Steigung tanfop einer ersten Geraden als Abbildung einer ersten Wälzbahn entsprechend der Zahnpaarungsgeometrie der vereinbarten Rechtsflanke und mit einem Basisdatenspeicher für die Steigung ta.">x_LF ungleich tanxR_F einer zweiten Geraden als Abbildung einer zweiten Wälzbahn entsprechend der Zahnpaarungsgeometrie der Linksflanke, unter Yui vvendung einer auf der ersten oder zweiten Wälzbahn sowie in der ersten oder zweiten Bettschlittenendlage befindlichen vorläufigen Bezugsposition, dadurch gekennzeichnet, daß ein Positionswertbildner (3) zur Ermittlung der Rundtischachskomponente C₀ der Zielposition P₀ gemäß der Beziehung

r β fz - ζ Ϊ ^tan3!nF ** tan#LF

vorgesehen, zu diesem Zweck aus einem ersten Subtrahierglied (4), einem zweiten Subtrahierglied (5) sowie einem Arithmetikglied (6) mit einem über seinen ersten Eingang dem ersten Subtrahierglied (4) nachgeschalteten Multiplizierglied (7) sowie einem Dividierglied (8) aufgebaut, mit dem Subtrahendeneingang des ersten Subtrahierglieds (4) am Basisdatenspeicher (9) für die erste Bettschlittenendlage, mit dem Minuendeneingang des ersten Subtrahierglieds (4) am Basisdacenspeicher (10) für die zweite Bettschlittenendlage, rrvt dem Minuendeneingang des zweiten Subtrahierglieds (5) am Basisdatenspeicher (11} für die Steigung tanxRF, mit dem Subtrahendeneingang das zweien Subtrahierglieds (5) am Basisdatenspeicher (12) für die Steigung tan)ü._F sowie mit dem Nennereingang des Dividierglieds (8) an einem Speicher (13) für das Datum Vier angeschlossen ist, wobei entweder d&s Multiplizierglied (7) mit seinem zweiten Eingang dem zweiten Subtrahiergliod (5) und das Dividierglied (8) mit seinem Zählereingang dem Multiplizierglied (7) nachgeschaltet oder das Dividierglied (8) mit seinem Zählereingang dem zweiten Subtrahierglied (5) und das Multipliziergliad (7) mit seinem zweiten Eingang dem Dividierglied (8) nachgeschaltel ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Positionswertbildner (3) wenigstens ein Mikroprozessor ist.

Hierzu

3 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Zustellen eines Zahnradwerkstückes relativ zu einem eingelückten Schleifkörper auf einer nach dem Teilwälzverfahren arbeitenden und für Einflankenschliff vorgesehenen Zahnflankenschleifmaschine. Die nach dem Einlücken erreichte Winkellage des Rundtisches befindet sich dabei innerhalb eines Winkelbereichs, in dem eine Wälzbewegung entsprechend unterschiedlicher Zahnpaarungsgeometrien der Rechtsflanke und Linksflanke zu koiner Flankenberührung führt. Die Anwendung der Erfindung ist bei einer Zahnflankenschleifmaschine möglich, die mit einer rechnergestützten numerischen Bahnsteuereinrichtung ausgerüstet ist und darin ein elektronisches Getriebe für die Wälzbewegungen aufweist.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Das Einlücken eines Schleifkörpers in eine Za¹- «llücke eines Zahnradworkstücks schließt neben einer Radialbewegung des Schleifkörper ein, daß das Zahnradwerkstück in eine Lage gebracht wird, in der Wälzbewegungen, wie sie bei der späteren Flankenbearbeitung vorzunehmen sind, keine Flankenberührungen ergeben. Zu diesem Zweck führt der Bediener vorzugsweise in einer gewählten und variierbaren Winkellage des Rundtisches Testwälzbewegungen durch. Eine berührunqsfreie Testwälzbahn kann aber nur dann als Bezugswälzbahn in Zuordnung zu einem geeigneten Koordinatensystem verv endet werden, wenn für beide Zahnflanken die gleiche Zahnpaarungsgeometrie vorliegt. Das betrifft aber γίγ in Näherung zu. Tatsächlich sind mehr oder weniger große Abweichungen der Eingriffswinkel an den Schleifflächen dt» Schleifkörper für die Rechtsflanke und für die f.inksflanke vorha ' :n und beeinträchtigen die Fertigungsgenauigkeit. Beim Zahnflankenschleifen kann das entscheidend sein. Um diesen Abv dichtungen zu begegnen, führt der Bediener dieTestwäizbewegungen entsprechend der Zahnpaarungsgeometrien beider Zahnflanken aus und sichert das Ausbleiben von schädigenden Zahnfiankenberührungnn