DE2641568B2 - An einer Werkzeug-Schleifmaschine vorgesehener Träger für rundlaufende, an ihren Schneiden zu schleifende Schneidwerkzeuge, wie Messerköpfe u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen an einer Werkzeug-Schleifmaschine vorgesehenen Träger für rundlaufende, an ihren Schneiden zu schleifende Schneidwerkzeuge, wie Messerköpfe u. dgl., mit einer zur Aufnahme eines Schneidwerkzeugs eingerichteten, drehbar gelagerten Aufnahmespindel und einer selbsttätigen, die Aufnahmespindel mit dem Schneidwerkzeug um jeweils eine oder mehrere Schneidenteilung(en) weiterschaltenden Teileinrichtung, von der ein Antriebsmotor der Aufnahmespindel angesteuert ist.

Bei einer aus der DE-PS 10 72137 bekannten Messerkoüfschleifmaschine ist ein ein Schneidwerkzeugträger vorgesehen, der über einen hydraulischen Motor die Aufspannspindel zuerst in einer ersten Drehrichtung um mehr als eine Messerkopfteilung dreht, mit Hilfe eines durch ein Steuerorgan beeinflußten Steuerventils den Hydraulikmotor in die entgegengesetzte zweite Drehrichtung umschaltet und nach Auflaufen gegen ein Anschlagelement stillsetzt. Das Steuerorgan ist dabei als Fühlorgan in Gestalt eines gegen die Wirkung einer Schwenkfeder durch die zu schleifenden Messer schwenkbaren Schwenkhebels ausgebildet, der zugleich als Anschlag für das jeweils zu schleifende Messer während des Schleifvorgangs dient. Die Drehrichtungsumkehr beim Weiterschalten des Messerkopfes erfordert eine gewisse Zeit, so daß insbesondere bei Fräswerkzeugen mit hohen Zähnezahlen die Gesamtschleifzeit beträchtlich wird. Außerdem muß die beim Schleifen notwendige Haltekraft von dem gleichzeitig als Steuer- oder Fühlorgan dienenden Schwenkhebel aufgenommen werden, so daß dieser verhältnismäßig stabil und groß ausgeführt werden muß. Bei positivem Spanwinke) der Messer besteht schließlich die Gefahr des Abgleitens des Schwenkhebels, wodurch Teilungs- und Rundlauffehler beim Schleifen entstehen.

Daneben sind in der Praxis Schleifvorrichtungen für Fräswerkzeuge bekannt, deren Teileinrichtungen mit Teilscheiben arbeiten, die aber extrem hochgenau geschliffen und jeweils auf den einzelnen Fräser abgestimmt sein müssen, wobei dann die der Schneiden-

jo teilung entsprechende Teilung mittels einer Index-Vorrichtung vorgenommen wird. Solche Teilscheiben sind einem gewissen Verschleiß unterworfen, was bedeutet, daß sie wegen des unvermeidlichen Reibverschleißes zwischen dem Index-Bolzen und der Teilscheibe mit der Zeit an Genauigkeit verlieren. Darüber hinaus ist es erforderlich, für alle Zähnezahlen von Werkzeugen, die auf einer solchen Vorrichtung geschliffen werden sollen, eigene Teilscheiben oder sogenannte Schaltscheiben auf Vorrat zu halten. Diese Teil- und Schaltscheiben sind aber wegen ihrer engen Tolerierung teuer, so daß die Bevorratung einen beträchtlichen Investitionsaufwand darstellt.

Bei einem in der DE-Zeitschrift »Industrie-Anzeiger« vom 20. August 1971, Seite 1779, beschriebenen, numerisch gesteuerten Kreisteiltisch ist die Anordnung derart getroffen, daß ein elektrischer Schrittmotor vorgesehen ist, dem aus einem Steuergerät Schrittimpulse eingespeist werden, die die Weiterschaltung um die jeweils gewünschte Schrittzahl bewirken. Der Schrittmotor treibt nicht unmittelbar den Kreisteiltisch an; er gibt lediglich die Führungsgröße für einen hydraulischen Servomotor ab, der den eigentlichen Antrieb des Kreisteiltisches bildet und diesen über ein Getriebe dem Schrittmotor nachsteuert. Wegen des bei einer derartigen Nachlaufsteuerung grundsätzlich vorhandenen sogenannten Schleppfehlers ist dem Kreisteiltisch eine im Stillstand wirksame mechanische Verriegelung zugeordnet, die die Aufgabe hat, den Kreisteiltisch in der jeweils angesteuerten Sollstellung exakt lagerichtig zu halten. Beim Schleifen von Schneidwerkzeugen mit hoher Zähnezahl würde aber die Betätigung einer solchen Verriegelungseinrichtung im Sinne des Lösens und Wiederfestspannens bei jeder Schaltbewegung einen beträchtlichen Zeitaufwand mit sich bringen, der

b^rj unter Umständen den durch die numerische Steuerung erzielten Vorteil der Verkürzung der Gesamtschleifzeit aufheben würde, abgesehen davon, daß derartige Verriegelungs- oder Index-Vorrichtungen, wie erwähnt,

mit der Zeit einem gewissen Verschleiß unterworfen sind, der die Genauigkeit der Schallschritte beeinträchtigt

Aufgabe der Erfindung ist es, einen an einer Werkzeug-Schleifmaschine vorgesehenen Träger für rundlaufende, an ihren Schneiden zu schleifende Schneidwerkzeuge, wie Messerköpfe u. dgl, zu schaffen, der es einerseits gestattet, eine kurze Gesamtschleifzeit für das Schneidwerkzeug auch bei hoher Zähnezahi zu erzielen und der sich andererseits durch einen geringen konstruktiv sn Aufwand bei großer Zuverlässigkeit und hoher Genauigkeit auszeichnet

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der eingangs genannte Schneidwerkzeug'rager erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmespindel über ein spielfreies Getriebe hoher Übersetzung unmittelbar mit einem elektrischen Schrittmotor gekuppelt ist, durch den die Aufnahmespindel bei der Weiterschaltung um im Vergleich zur Schneidenteilung kleine Teilschritte weiterdrehbar ist und daß die Aufnahmespindel in der am Ende der Weiterschaltung um eine Schneiden teilung erreichten, der in eine exakt lagerichtige Schleifstellung überführten jeweiligen Schneide entsprechenden Stellung lediglich durch den Schrittmotor unverdrehbar gehalten ist

Der neue Schneidwerkzeugträger gestattet es, eine verhältnismäßig kurze Gesamtschleifzeit zu erzielen, weil nicht nur eine Drehrichtungsumkehr bei den Schaltschritten entfällt, sondern auch der Schrittmotor selbst die Halterung der Aufnahmespindel in der Sollstellung während des eigentlichen Schleif Vorgangs übernimmt Der Schrittmotor, der die Aufnahmespindel und damit das Schneidwerkzeug über das dazwischengeschaltete Getriebe um kleine Inkremente weiterbewegt, bis die jeweilige Schneide in die Schleifstellung überführt ist, gestattet es, eine praktisch beliebig große, genau definierte Genauigkeit der lagerichtigen Einstellung der Schneide für das Schleifen zu erzielen. Da der Schrittfehler des Schrittmotors bekannt ist, läßt sich anhand der bekannten hohen Getriebeübersetzung auch der maximal mögliche Teilungsfehler konkret genau angeben, womit unabhängig von den jeweiligen unterschiedlichen Betriebseinflüssen stets die gleiche Genauigkeit erzielt wird, die sich grundsätzlich beliebig weit treiben läßt.

Insbesondere bei Werkzeugen mit ungleicher Schneidenteilung kann die Anordnung derart getroffen sein, daß der Schrittmotor mittels eines, von jeweils einer Schneide des Werkzeugs betätigten Fühlorgans angesteuert ist. Das Fühlorgan, das den Schrittmotor ansteuert, kann dabei berührungslos sein, beispielsweise, indem es in Gestalt eines induktiven Gebers ausgebildet ist Ein solches berührungsloses Fühlorgan gestattet es, auf mechanische Übertragungselemente zu verzichten, so daß sich bei hoher Genauigkeit sehr einfache Verhältnisse ergeben.

Die Anordnung kann aber auch derart getroffen sein, daß das Fühlorgan ein von der jeweiligen Schneide oder einem zu dieser in fester Zuordnung stehenden Teil des Werkzeugs betätigter Tastfinger ist, der mit einem den Schrittmotor steuernden Schalter gekuppelt ist Da der Tastfinger keinerlei Stützfunktion auszuüben hat, sondern lediglich zum Abtasten der Position der Schneide dient, kann er sehr klein und damit genauwirkend sein. Zweckmäßig ist es dabei, wenn der Tastfinger längsverschieblich und schwenkbar gelagert ist, doch sind auch andere Anordnungen denkbar.

Bei Werkzeugen mit gleicher Schneidenteilung, bei denen es auf eine extrem genaue Schneidenteilung ankommt, ist es vorteilhaft, wenn der Schrittmotor durch einen auf eine feste, der jeweiligen Schneidenteilung entsprechende Schrittzahl eingestellten Zähler angesteuert ist Die von dem Schrittmotor ausgeführte Schrittzahl ist beispielsweise über einen sogenannten Dekadenschalter vorwählbar. Damit kann eine mikrometergenaue Fortschaltung der Aufnahmespindel durch den Schrittmotor erzielt werden.

ίο Der Schrittmotor ist derart ausgebildet, daß er selbsthaltend ist, d. h, daß er das von der Schleifkraft herrührende Drehmoment aufnehmen kann, so daß die Aufnahmespindel während des Schleifvorgangs unverdrehbar gehalten ist Um den Einfluß eines etwa auftretenden Getriebespiels auszuschalten, kann es vorteilhaft sein, der Aufnahmespindel eine gesteuerte Bremse zuzuordnen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 einen Schneidwerkzeugträger gemäß der Erfindung im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in schematischer Darstellung,

Fig. 2 einen Schneidwerkzeugträger nach Fig. 1 in einer Ansicht von vorn und in schematischer Darstellung,

Fig.3 einen Schneidwerkzeugträger nach Fig. 1 in einer anderen Ausführungsform in einer schematischen Darstellung entsprechend F i g. 2 und
Fig.4 einen Schneidwerkzeugträger nach Fig. 1 in

jo einer weiteren Ausführungsform, in einer schematischen Darstellung entsprechend F i g. 2.

Die Werkzeug-Schleifmaschine weist eine in einem bei 1 angedeuteten Maschinengestell in Wälzlagern 2,3 präzise gelagerte Aufnahmespindel 4 auf, die mit einem

J5 Aufnahmekonus 5 ausgebildet ist, der es gestattet, ein bei 6 angedeutetes Fräswerkzeug in Gestalt eines Messerkopfes aufzunehmen, das bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit Wendeschneidplatten 7 bestückt ist, deren Hauptschneide 8 durch eine in F i g. 1 bei 9 gestrichelt angedeutete angetriebene Topfschleifscheibe geschliffen werden.

Die Aufnahmespindel 4 trägt ein mit ihr drehfest verteiltes Zahnrad 10, das mit einem auf einer in dem Maschinengestell t drehbar gelagerten Welle 11 sitzenden Zahnrad 12 in Eingriff steht. Das Zahnrad 12 ist mit einem dritten Zahnrad 13, welches auf der Getriebewelle 11 frei drehbar gelagert ist, mittels einer wahlweise ein- und ausrückbaren elektrischen Lamellenkupplung 140 gekuppelt, während andererseits das Zahnrad 13 mit einer Schnecke 14 in Eingriff steht, die in dem Maschinengestell 1 mittels einer mit ihr drehfest verbundenen Welle 15 drehbar gelagert ist Auf die Welle 15 ist ein weiteres, viertes Zahnrad 16 drehfest aufgesetzt, das durch ein auf der Abtriebswelle 17 eines

5> Schrittmotors 18 sitzenden Antriebsritzel 19 angetrieben ist

Der Schrittmotor 18 führt beispielsweise 200 Schritte pro Umdrehung aus; er arbeitet mit einer Schrittfrequenz von 5000 Schritten pro Sekunde, wobei der

W) Schrittfehler beispielsweise bei ±3% Schrittwinkel bei 200 Schritten liegen kann. Die Übersetzung des aus den Zahnrädern 10, 12, 13, 16, 19 und der Schnecke 14 bestehenden Getriebes ist derart gewählt, daß die Aufnahmespindel 4 bei den erwähnten 5000 Schritten

b'i pro Sekunde des Schrittmotors 18 η =10 U/min ausführt

Um zu erreichen, daß in dem Getriebe stets eine einseitige Zahnflankenanlage gewährleistet ist, ist auf

die Aufnahmespindel 4 eine Bremsscheibe 20 aufgekeilt, die mit zwei bei 2t angedeuteten, federnd aufgedrückten Bremsbacken zusammenwirkt.

Der Schrittmotor 18 ist in der Ausführungsform nach F i g. 2 durch einen Endschalter 22 gesteuert, der in der Netzzuleitung des Schrittmotors 18 liegt und durch ein Fühlorgan in Gestalt eines Tastfingers 23 ausgeschaltet werden kann. Der Tastfinger 23 ist in der Nähe des beispielsweise eine ungleiche Schneidenteilung aufweisenden Fräswerkzeugs 6 an dem Maschinengestell 1 bei 24 verschieblich gelagert; er tastet die Spanfläche der jeweils in die bei 25 angedeutete Schleifstellung einlaufenden Wendeschneidplatte 7 ab. Dabei wird er um einen definierten Weg längsverschoben, der zur Betätigung des Endschalters 22 ausreicht. Sowie der Endschalter 22 geöffnet wird, ist die richtige Schleifstellung für die jeweilige Wendeschneidplatte 7 erreicht, während der Schrittmotor 18 stillgesetzt wird. Das Haltemoment des Schrittmotors 18 reicht aus, um über das Getriebe mit den Zahnrädern 10,12,13,16,19 und die Schnecke 14 die beim Schleifen der Schneide 8 auf das Fräswerkzeug 6 übertragene Druckkraft aufzunehmen. Der Tastfinger 23 hat deshalb keinerlei Stützfunktion; er dient lediglich zum Abtasten der Stellung der Schneide 8.

Sowie die Schneide 8 geschliffen ist, wird der Tastfinger 23 durch eine nicht weiter dargestellte Stellvorrichtung, beispielsweise in Gestalt eines Drehmagneten, axial zurückgezogen und gleichzeitig seitlich weggedreht, so daß er aus dem Eingriffsbereich des Fräswerkzeugs 6 und der Wendeschneidplatten 7 herkauskommt. Daraufhin wird der Schrittmotor 18 wieder eingeschaltet, der das Fräswerkzeug 6 in der durch einen Pfeil 26 (F i g. 2, 3) angedeuteten Richtung weiterdreht. Sobald die soeben geschliffene Wende- ^ schneidplatte 7 unter dem Tastfinger 23 vorbeigedreht ist, wird dieser wieder in seine in Fig. 2 dargestellte Meßstellung zurückgeschwenkt, so daß er die sich nähernde nächste Wendeschneidplatte 7 wieder abtasten kann. Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis alle Schneiden 8 geschliffen sind.

Die in F i g. 3 dargestellte alternative Ausführungsform entspricht grundsätzlich jener nach F i g. 2; gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.

Anstelle des Tastfingers 23 der Ausführungsform nach F i g. 2 ist ein berührungsloses Fühlorgan in Gestalt eines induktiven Näherungsschalters 27 vorgesehen, an dem sich die Schneiden 8 der Wendeschneidplatten 7 in einem bestimmten geeigneten Abstand vorbeibewegen. Erreicht eine Schneide 8 die bei 25 angedeutete Schleifstellung, so schaltet der induktive Näherungsschalter den Schrittmotor 18 ab.

Nach Beendigung des Schleifvorgangs der Schneide 8 wird der Schrittmotor wieder eingeschaltet, worauf er das Fräswerkzeug 6 in der Richtung des Pfeils 26 weiterdreht. Während dieser Drehbewegung wird der induktive Näherungsschalter 27 wieder wirksam gemacht, so daß der Schrittmotor 18 wiederum abgeschaltet wird, sowie die nächste Schneide 8 in die Schleifsteilung 25 einläuft Dieser Vorgang wiederholt sich so lange, bis alle Schneiden 8 geschliffen sind.

Der induktive Näherungsschalter 27 gestattet es, eine sehr hohe Genauigkeit zu erzielen und andererseits auf mechanische Übertragungselemente etc. zu verzichten.

Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform ist die Anordnung derart getroffen, daß auf ein Fühlorgan überhaupt verzichtet ist. In diesem Fall ist der Schrittmotor 18 durch ein Zählwerk angesteuert, das in einer bei 30 angedeuteten elektronischen Schaltung enthalten ist und dem ein Dekadenschalter zugeordnet ist, der an einer bei 31 dargestellten Stromquelle liegt, die den Schrittmotor 18 speisen kann. Der Dekadenschalter gestattet es, eine bei 32 angedeutete Zählereinstellung vorzuwählen, die ihrerseits die Zahl der Schritte bestimmt, nach deren Ausführung der Schrittmotor 18 stillgesetzt wird. Auf diese Weise ist es möglich, bei einem Werkzeug mit gleicher Schneidenteilung die Schneiden 8 derart anzuschleifen, daß sich eine extrem genaue Schneidenteilung ergibt. Dabei braucht lediglich zunächst eine Wendeschneidplatte 7 mit ihrer Schneide in die Schleifstellung 25 einjustiert und der Dekadenschalter auf eine der Schneidenteilung entsprechende Schrittzahl eingestellt zu werden. Nach Abschluß des Schleifvorgangs an der Schneide in der Schleifstellung 25 stehenden Wendeschneidplatte wird das Werkzeug von dem Schrittmotor selbsttätig um die an dem Dekadenschalter eingestellte Schrittzahl weitergedreht, die exakt der Schneidenteilung entspricht, worauf die nächste Schneide 8 in der Schleifstellung steht und geschliffen wird. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle Schneiden 8 am Umfang des Werkzeugs geschliffen sind.

Die elektrische Lamellenkupplung 140 ist während des Schleif- und Weitervorgangs jeweils eingerückt, so daß die beiden Zahnräder 12, 13 starr miteinander gekuppelt sind. Die Lamellenkupplung 140 gestattet es aber, beispielsweise beim Aufsetzen des Fräswerkzeugs 6 auf die Aufnahmespindel 4, die Aufnahmespindel 4 unabhängig von dem Schrittmotor 18 durchzudrehen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. An einer Werkzeug-Schleifmaschine vorgesehener Träger für rundlaufende, an ihren Schneiden zu schleifende Schneidwerkzeuge, wie Messerköpfe u. dgl, mit einer zur Aufnahme eines Schneidwerkzeugs eingerichteten, drehbar gelagerten Aufnahmespindel und einer selbsttätigen, die Aufnahmespindel mit dem Schneidwerkzeug um jeweils eine oder mehrere Schneidenteilung(en) weiterschaltenden Teileinrichtung, von der ein Antriebsmotor der Aufnahmespindel angesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmespindel (4) über ein spielfreies Getriebe (10 bis 19) hoher Übersetzung unmittelbar mit einem elektrischen Schrittmotor (18) gekuppelt ist, durch den die Aufnahmespindel (4) bei der Weiterschaltung um im Vergleich zur Schneidenteilung kleine Teilschritte weiterdrehbar ist und daß die Aufnahmespindel (4) in der am Ende der Weiterschaltung um eine Schneidenteilung erreichten, der in eine exakt lagerichtige Schleifstellung (25) überführten jeweiligen Schneide entsprechenden Stellung lediglich durch den Schrittmotor (18) unverdrehbar gehalten ist.

2. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (18) mittels eines von jeweils einer Schneide (8) des Schneidwerkzeugs (6) betätigten Fühlorgans (23,27) angesteuert ist.

3. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlorgan (27) berührungslos ist.

4. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlorgan (27) ein induktiver Geber ist.

5. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlorgan (23) ein von der jeweiligen Schneide (8) oder einem zu dieser in fester Zuordnung stehenden Teil des Schneidwerkzeugs (6) betätigter Tastfinger (23) ist, der mit einem den Schrittmotor (18) steuernden Endschalter (22) gekuppelt ist.

6. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastfinger (23) längsverschieblich und schwenkbar gelagert ist.

7. Schneidwerkzeugträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (18) durch einen auf eine feste, der jeweiligen Schneidenteilung entsprechende Schrittzahl eingestellten Zähler (30,32) angesteuert ist.