VERFAHREN ZUM KALIBRIEREN EINER SCHLEIFMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Schleifmaschine zum Schärfen von Stabmessern durch Schleifen von wenigstens zwei Flanken und einer Kopffläche der Stabmesser, beinhaltend die Schritte

• Herstellen eines Kalibriermessers durch Schärfen eines Stabmessers entsprechend einer vorgegebenen Geometrie,
• Messen der Geometrie des Kalibriermessers, und
• Kalibrieren der Maschine mit Hilfe des Messergebnisses.

[0002] Ein solches Kalibrierverfahren ist aus der BEDIENUNGSANLEITUNG OERLIKON B24 MESSERSCHLEIFMASCHINE, Ausgabedatum 03.09.1999/B, Oerlikon Geartec AG, Zürich, bekannt, die mit der Maschine Nr. 289839 an VW Kassel geliefert worden ist. Der Inhalt dieser Bedienungsanleitung (im Folgenden abgekürzt BA genannt) und insbesondere die im Folgenden zitierten Teile derselben werden hiermit vollinhaltlich in die vorliegende Beschreibung einbezogen.

[0003] Das eingangs genannte Kalibrierverfahren ist für eine Schleifmaschine mit 5+1 NC-Achsen entwickelt worden, wie sie in der BA, Seite 9, sowie, der einfacheren Bezugnahme halber, in der beigefügten Fig. 1 dargestellt ist. Mit einer solchen Schleifmaschine werden Zerspanwerkzeuge wie ein in den beigefügten Fig. 2 und 3 dargestelltes Stabmesser 10 mit Hilfe einer Schleifscheibe 12 geschärft. Die Schleifmaschine hat einen Tisch 17, auf dem ein Schlitten 18 längs einer X-Achse hin und her beweglich ist. Eine Säule 19 ist längs einer Z-Achse rechtwinkelig zur X-Achse hin und her beweglich. Auf der Säule 19 ist weiter ein Schlitten 20 entlang einer Y-Achse rechtwinkelig zur X-Achse und zur Z-Achse hin und her beweglich. Die X-Achse, die Y-Achse und die Z-Achse bilden ein rechtwinkeliges Koordinatensystem. An dem Schlitten 20 ist die Schleifscheibe 12 drehbar befestigt. An dem Schlitten 18 ist eine Spannvorrichtung 21 zum Spannen des Messers 10 angebracht. Die Spannvorrichtung 21 ist gegenüber dem Schlitten 18 durch eine Positionierachse C-C und eine auf der Positionierachse C-C senkrecht stehende Positionierachse A-A gelagert. Die X-Achse, die Y-Achse, die Z-Achse, die Positionierachse A-A und die Positionsachse C-C können nicht nur positionieren, sondern auch CNC-gesteuerte Bahnkurven fahren.

[0004] Nach der beigefügten Fig. 2 hat das Stabmesser 10 einen im Querschnitt rechteckigen Schaft 2 und ein im Längsschnitt im Wesentlichen trapezförmiges Ende 3. An dem Ende 3 sind eine Spanfläche C, an einer in Fig. 2 linken Flanke 5 eine sich von der Spanfläche C nach hinten erstreckende Nebenfreifläche B, an einer in Fig. 2 rechten Flanke 6 eine sich von der Spanfläche C nach hinten erstreckende Hauptfreifläche A und oben an der Stirnseite eine sich von der Spanfläche C nach hinten erstreckende Kopffläche K ausgebildet. Zwischen der Nebenfreifläche B, der Kopffläche K, der Hauptfreifläche A und der Spanfläche C ist eine umlaufende Schneidkante 4 ausgebildet. Im Übergang von der Hauptfreifläche A und der Nebenfreifläche B zu dem Schaft 2 können, wie hier gezeigt, Schulterflächen A_S bzw. B_S ausgebildet sein. Ebenso kann im Übergangsbereich der Spanfläche C zu dem Schaft 2, wie hier gezeigt, eine gekrümmte Schulterfläche C_S ausgebildet sein. Die Hauptfreifläche A, die Nebenfreifläche B und die Spanfläche C haben jeweils eine Facette A_F, B_F bzw. C_F. Die Facettenwinkel betragen etwa 1° und sind in der beigefügten Fig. 3 mit γ_AF, γ_BF bzw. γ_CF bezeichnet (wobei γ_BF in Fig. 3 nicht sichtbar ist).

[0005] In Fig. 4 ist eine Schleifscheibe 12 dargestellt, mit der das Stabmesser 10 geschliffen werden kann. Die Schleifscheibe 12 hat eine Drehachse S, zu der die Schleifscheibe rotationssymmetrisch aufgebaut ist. Die Schleifscheibe 12 hat an einer Endseite eine zu der Drehachse S rechtwinkelige, kreisrunde Aufspannfläche 13. Von dem äußeren Umfang der Aufspannfläche 13 aus erstreckt sich eine kegelige Schleiffläche Pp mit einem kleinen Durchmesser d1 und einem großen Durchmesser d2, wobei sich der kleine Durchmesser d1 an der Aufspannfläche 13 befindet. An der Seite mit dem großen Durchmesser d2 der kegeligen Schleiffläche Pp schließt sich tangential eine einen Radius Rs aufweisende gekrümmte Schleiffläche 14 an, die wiederum tangential in eine zylindrische Schleiffläche Ps übergeht. An die zylindrische Schleiffläche Ps schließt sich tangential eine torusförmige Schleiffläche G an, die einen kreisbogenförmigen Querschnitt mit einem Rundungsradius Rg hat. Die torusförmige Schleiffläche G erstreckt sich radial nach innen und geht tangential in eine zweite, zu der torusförmigen Schleiffläche G hinterschnittene kegelförmige Fläche 15 über. Die Schleifscheibe 12 ist eine Diamantscheibe mit galvanischer Bindung der aus Diamant bestehenden Schleifkörner. Die Position der Schleifscheibe 12 (genauer: deren Schlichtkante) in Richtung der Y- und der Z-Achse sind in Fig. 4 mit pY bzw. mit pZ angegeben.

[0006] Die beigefügten Fig. 5 und 6 zeigen die Spannvorrichtung 21 in Vorderansicht bzw. in Draufsicht. Die Spannvorrichtung 21 ist um die Positionierachse C-C drehbar und um die Positionierachse A-A schwenkbar. In die Spannvorrichtung 21 ist ein linkes Stabmesser 10 einspannbar, wie dargestellt, oder ein rechtes Stabmesser. Die Spannvorrichtung 21 hat zwei Anschlagflächen 23, 24 für linke bzw. rechte Stabmesser.

[0007] Für das Schärfen von Stabmessern auf der Schleifmaschine werden das Erzeugungsschleifen und das Dualschleifverfahren eingesetzt. Die beschriebene Schleifscheibe 12 ermöglicht auch Formschleifen (Schruppen) und anschließendes Erzeugungsschleifen (Schlichten) der Flächen des Stabmessers 10, ohne dass dieses umgespannt werden müsste. Zweckmäßig rotiert dabei die Schleifscheibe 12 um die feststehende Drehachse S, und das zu schärfende Stabmesser wird unter Einstellung auf entsprechende Winkel an der Schleifscheibe 12 entlang geführt. Das Dualschleifverfahren für Stabmesser und eine Schleifscheibe zur Durchführung des Verfahrens sind in der WO 02/058888 A1 beschrieben, auf die zur Vermeidung von Wiederholungen hiermit verwiesen wird.

[0008] Aus der DE 29 46 648 C2 ist ein Verfahren zum Profilieren und Scharfschleifen von Stabmessern bekannt, bei dem nur ein Arbeitsgang für einen vollständigen Schliff erforderlich ist.

[0009] Zweck des eingangs genannten Kalibrierverfahrens ist es, nach einem Wechsel der Spannvorrichtung 21 oder der Schleifscheibe 12 auftretende Abweichungen durch Fertigungs- und Montageungenauigkeiten zu ermitteln und bei dem Schärfen von Stabmessern sowohl die für die Berechnung zu Grunde gelegten Nenndaten als auch den momentanen lstzustand der Schleifmaschine durch das Kalibrieren zu berücksichtigen. Ein Kalibrieren empfiehlt sich auch nach einem längeren Einsatz der Schleifscheibe, um verschleißbedingte Verlagerungen (durch erhöhte Schleifkräfte) zu kompensieren.

[0010] Dabei sind für die Berechnung der Schleifbahn von Bedeutung:

• Abstand der beiden Anschlagflächen 23, 24 zur Positionierachse C-C der Spannvorrichtung 21 (Fig. 5 und 6):
  • Anschlag für linke Messer   (aL)
  • Anschlag für rechte Messer   (aR)
• Position der Schleifscheibe 12 (Schlichtkante) in zwei Achsrichtungen (Fig. 4):
  • Y-Achse   (pY)
  • Z-Achse   (pZ)
• zusätzlich: Abmessungen der (Dual-)Schleifscheibe (Fig. 4):
  • Rundungsradius der Schlichtkante   (Rg)
  • Abstand zur Schruppfläche   (Ps)

[0011] Das bekannte Kalibrierverfahren ist in der BA, Seite 97 - 108, ausführlich beschrieben, worauf zur Vermeidung von Wiederholungen hiermit verwiesen wird.

[0012] Bei diesem bekannten Kalibrierverfahren wird eine Kalibrierlehre mit fester Geometrie an drei Flächen für die Schleifmaschine hergestellt und mit der Schleifmaschine ausgeliefert. Die drei Flächen sind die Hauptfreifläche A, die Nebenfreifläche B und die Kopffläche K. Ein Kalibriermesser wird in drei Schritten oder Schleifphasen in der Maschine geschliffen, abgestimmt mit der Kalibrierlehre.

1. Schleifphase

[0013] Das Messer wird mit Hilfe eines Endmaßes in der Spannvorrichtung 21 eingespannt. Dann wird die Einspannhöhe in der Maschine vermessen (BA, Seite 100, Ziff. 6).

[0014] Die Kopffläche K wird geschliffen und im eingespannten Zustand des Messers in der Maschine vermessen (Seite 103).

[0015] Der gemessene Wert wird in die Steuerung eingegeben. Er bewirkt eine Korrektur in der Y-Achse (BA, Seite 104, Ziff. 11).

2. Schleifphase

[0016] Das Stabmesser 10 wird in horizontaler Position geschliffen (BA, Seite 104, Ziff. 14). Erneut wird die Messerhöhe in der Maschine gemessen (BA, Seite 105, Ziff. 17). Wiederum wird der gemessene Wert in die Steuerung eingegeben (BA, Seite 105, Ziff. 19).

3. Schleifphase

[0017] Die Maschine schleift die Hauptfreifläche A oder Flanke 6 und die Nebenfreifläche B oder Flanke 5 (BA, Seite 106, Ziff. 21).

[0018] Anschließend werden außerhalb der Maschine die beiden Freiflächen A und B gemessen (BA, Seite 106, Ziff. 1) und mit einer Kalibrierlehre (einem sogenannten Meister-Eichmesser) verglichen. Die Messwerte, d.h. die Abweichungen werden wiederum in die Steuerung eingegeben. Damit ist die Maschine geeicht und eingerichtet

[0019] Das Verfahren ist zeitaufwendig. Das Messen in der Maschine ist schwierig und erfordert viel Übung. Bei den ersten beiden Schritten (1. und 2. Schleifphase) pendelt die Schleifscheibe über die Kopffläche, was einen Schleifvorgang darstellt, der bei dem Produktionsprozess, d.h. bei dem Schärfen von Stabmessern auf der Schleifmaschine nicht auftritt. Weiter erfordert das bekannte Verfahren drei Schritte oder Schleifphasen, nämlich die erste und die zweite Schleifphase, in denen zweimal die Kopffläche geschliffen wird, um die Y- und Z-Komponente eines Fehlers ermitteln zu können, und eine dritte Schleifphase, in der die beiden Flanken einmal geschliffen werden, um die Spannvorrichtungsposition zur C-C Achse ermitteln zu können. Das Messer kann bei den ersten beiden Schritten zum Messen nicht aus der Maschine entnommen werden, da in diesen Schritten relativ zur Maschine gemessen wird. Ein Spannvorrichtungsfehler lässt sich bei dem bekannten Kalibrierverfahren daher erst in der dritten Schleifphase ermitteln. Das heißt nachträglich können sich die erste und die zweite Schleifphase als überflüssig herausstellen, weil ihre Ergebnisse aufgrund eines zunächst unerkannt vorhandenen Spannvorrichtungsfehlers überhaupt nicht verwendbar sind. Schließlich ist das bisherige Kalibrierverfahren für das Dualverfahren entweder zu ungenau oder benötigt zusätzliche Maschineneinrichtungen.

[0020] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art so auszubilden, dass es einfacher durchführbar ist und bessere Ergebnisse erbringt.

[0021] Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.

[0022] Das Verfahren zum Kalibrieren einer Schleifmaschine wird über ein Kalibriermesser durchgeführt, das abweichend von dem bekannten Verfahren in festgelegten Positionen geschliffen und anschließend außerhalb der Maschine vermessen wird. Die gemessenen Abweichungen von den Nennmaßen werden in die NC-Steuerung der Schleifmaschine eingegeben und dort in geeigneter Weise berücksichtigt. Bei dem Schleifen eines Produktionsmessers wird dieses zwar auch vermessen, und zwar außerhalb der Maschine, aber eine Korrektur wird nur für eine Achsanordnung vorgenommen (durch Verschieben des Messers). Die Schleifmaschine selbst könnte man durch eine solche Einzelkorrektur nicht kalibrieren.

[0023] Das Kalibriermesser, das hergestellt wird, besteht wie bei dem bekannten Verfahren aus einem rechteckigen Stab, an dem eine Kopffläche K und zwei Freiflächen A, B angeschliffen werden. Sie bilden mit der vorderen Stabfläche die Messerkanten, die Schnittpunkte der Kopfkante mit den Flanken die Messerspitzen. Der normale Schleifprozess zum Herstellen eines Produktionsmessers beinhaltet, dass ein Stabmesser an den Flanken und der Kopffläche ein Mal vollständig geschliffen wird. Zu dem Herstellen eines Kalibriermessers wird erfindungsgemäß ein Stabmesser wenigstens zwei Mal vollständig geschliffen und nach jedem dieser beiden Kalibrierschliffe außerhalb der Maschine vermessen. Abweichungen werden in die Maschinensteuerung eingegeben, wie bei dem bekannten Verfahren auch. Der Schleifprozess des Kalibriermessers ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren derselbe wie bei einem Produktionsmesser. Deshalb gehen technologische Besonderheiten in der Maschine in das Schleifergebnis ein. Das ist der wesentlichste Vorteil des erfindungsgemäßen Kalibrierverfahrens gegenüber dem bekannten Kalibrierverfahren. Erfindungsgemäß wird mit geometrisch exakter Anordnung bei dem Kalibrieren der Produktionsprozess nachvollzogen. Aber auch die Messmethode stimmt mit der bei der Produktion benutzten überein. Allerdings wird bei dem Verfahren nach der Erfindung ein etwa vorhandener Spannvorrichtungsfehler schon in der ersten Schleifphase ermittelt, bei dem bekannten Verfahren hingegen erst in der dritten Schleifphase. Weitere wichtige Vorteils des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, dass in der Maschine überhaupt keine Messung durchgeführt wird und dass das erfindungsgemäße Verfahren insgesamt nur zwei Kalibrierschliffe umfasst, im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, das drei Kalibrierschliffe umfasst. Da bei dem Verfahren nach der Erfindung das Messen der Geometrie des Kalibriermessers auf einer Messvorrichtung außerhalb der Schleifmaschine durchgeführt wird, lässt sich der Messvorgang eher an einen Produktionsvorgang von Stabmessern angleichen, bei dem auch auf einer Messvorrichtung außerhalb der Schleifmaschine gemessen wird.

[0024] Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

[0025] Wenn in einer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung jeder Kalibrierschliff zwei Schlichtdurchgänge beinhaltet, ist das Kalibriermesser nach zwei vollständigen Kalibrierschliffen fertig geschliffen.

[0026] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung bei den beiden Kalibrierschliffen das Stabmesser in zwei Achsrichtungen ausgerichtet wird, die einen Winkel von 70° - 90° und vorzugsweise um 90° miteinander bilden, um die Position einer Arbeitsfläche einer Schleifscheibe der Schleifmaschine bezüglich dieser beiden Achsrichtungen und die Ausrichtung des Stabmessers zu einer Positionierachse zu ermitteln, so lassen sich auf einfache Weise drei Fehler in zwei Schritten beseitigen.

[0027] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung in dem ersten Schlichtdurchgang in einem Zuge die Kopffläche, ein erster Übergangsradius zu der ersten Flanke und die erste Flanke geschliffen werden, dann das Stabmesser um 180° um die Positionierachse gedreht wird und anschließend in dem zweiten Schlichtdurchgang die Kopffläche, ein zweiter Übergangsradius zu der zweiten Flanke und die zweite Flanke geschliffen werden, erhält vorteilhafterweise beim Schleifen jeder Flanke bei jedem Kalibrierschliff das Stabmesser eine andere Anordnung in der Schleifmaschine, so dass ein eindeutiger Rückschluss von den Messwerten auf die Kalibrierwerte möglich ist, und es ergibt sich für das Kalibrieren eine symmetrische Geometrie des Kalibriermessers. Da vom ersten zum zweiten Kalibrierschliff zwischen rechtem und linkem Anschlag gewechselt werden kann, können insgesamt vier Fehler in zwei Schritten beseitigt werden.

[0028] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung für den ersten Kalibriersohliff das Stabmesser zur Stirnseite der Schleifscheibe angeordnet wird, lässt sich auf einfache Weise ein Fehler in Richtung der Y-Achse ermitteln, wenn in dieser Ausgestaltung das Messer stirnseitig zur Schleifscheibe so angeordnet wird, dass die A-A-Achse möglichst parallel zur Y-Achse ist und dass die Anschlagfläche der Spannvorrichtung genau parallel zur X-Achse ist. Im ersten Schlichtdurchgang werden so in einem Zuge Kopffläche, Übergangsradius und die erste Flanke geschliffen. Wenn für den zweiten Schlichtdurchgang das Messer mit der Spannvorrichtung 180° um die C-C-Achse gedreht wird und der gleiche Schleifvorgang wiederholt wird, so werden jetzt Kopffläche, Übergangsradius und die zweite Flanke geschliffen.

[0029] Die Schleifscheibe wird dabei geradlinig entlang den Kanten so geführt, dass die Kopffläche senkrecht, beide Flanken entgegengesetzt unter einem vorgegebenen Winkel (vorzugsweise 20°) zur C-C-Achse sind und die Messerspitzen die zu prüfenden Abstände (mA und mB) zur Anschlagfläche erhalten.

[0030] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung für den zweiten Kalibrierschliff das Stabmesser um 90° geschwenkt und zur Zylinderseite der Schleifscheibe angeordnet wird, indem die Vorrichtung 90° um die A-A-Achse geschwenkt wird, so dass die C-C-Achse jetzt parallel zur Z-Achse ist, lässt sich ein Fehler in Richtung der Z-Achse ermitteln, indem ansonsten genau gleich verfahren wird wie bei dem ersten Kalibrierschliff.

[0031] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung zum Ermitteln des Rundungsradius einer Schleifscheibe der Schleifmaschine die Positionierachse des Stabmessers um den Flankenwinkel geneigt wird und das Stabmesser in einem dritten Kalibrierschliff jeweils an den Flanken und der Kopffläche vollständig geschliffen wird, ergibt die gemessene Abweichung einen dritten Kreispunkt, aus dem über ein Programm eine Abweichung des Rundungsradius Rg berechnet werden kann.

[0032] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung zum Kalibrieren der Schleifmaschine durch einen weiteren Schritt eine der beiden Flanken des Stabmessers nur mit einer Schruppfläche der Schleifscheibe, deren Position zu ermitteln ist, geschliffen wird, lässt sich der Abstand zur Schruppfläche Ps durch den weiteren Schritt ermitteln, indem die zweite Flanke nur geschruppt wird, ohne Facettenwinkel. Die erste Flanke dient dabei zur Kontrolle. Die Auswertung erfolgt wieder über ein Programm.

[0033] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung für das Messen der Geometrie des Kalibriermessers ein absolut messendes Messgerät eingesetzt wird, kann die Messung taktil oder optisch erfolgen, um nach jedem Schliff die Abweichungen der Flanken oder Spitzenabstände (fmA und fmB) zu messen. Die Auswertung kann wieder über ein Programm im Rechner der Schleifmaschine erfolgen.

[0034] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung für das Messen der Geometrie des Kalibriermessers eine vergleichend messende Messvorrichtung eingesetzt wird, die die gemessene Geometrie des Kalibriermessers mit den Abmessungen einer Kalibrierlehre vergleicht, lässt sich das Verfahren beschleunigen, weil die Vergleichsmessung meist schneller und genauer als eine absolute Messung ist, allerdings eine Kalibrierlehre benötigt, die zuvor über eine Absolutmessung genau vermessen wurde.

[0035] Wenn in weiterer Ausgestaltung des Verfahrens nach der Erfindung in den Schritten, in denen das Stabmesser in einem vollständigen Kalibrierschliff geschliffen wird, das Schleifen unter den gleichen Bedingungen erfolgt, unter denen Stabmesser auf der Schleifmaschine geschärft werden, lässt sich das Kalibriermesser mit dem gleichen Verfahren wie ein Produktionsmesser schleifen, so dass auch prözessbedingte Einflüsse, insbesondere mit den Schleifkräften verbundene Verlagerungen, berücksichtigt werden. Durch die Kalibrierung über drei Achsen (Y, Z, C) werden an dem Messer nicht nur Lage und Symmetrie der Flanken, sondern auch der Schleifabtrag angepasst. Hierdurch wird das Messer unempfindlich gegen Richtungsvariationen der C-C-Achse. Damit werden auch Formfehler im Spitzenradius (durch Versatz der Kopfkanten) und Unterschiede im Facettenabtrag vermieden

[0036] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die übrigen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1

eine perspektivische Ansicht einer bekannten Schleifmaschine zum Schärfen von Stabmessern, die sich durch das Verfahren nach der Erfindung kalibrieren lässt,

Fig. 2

eine perspektivische Teilansicht eines Stabmessers, das sich mittels der Schleifmaschine nach Fig. 1 schärfen lässt,

Fig. 3

eine Teilquerschnittansicht des kopfseitigen Endes des Stabmessers nach Fig. 2 zur Veranschaulichung von Facetten- und Freiwinkeln im Bereich einer Schneidkante,

Fig.4

eine Schnittansicht einer Schleifscheibe der Schleifmaschine nach Fig. 1,

Fig. 5

eine Vorderansicht einer Spannvorrichtung, die mit einem eingespannten Stabmesser dargestellt ist,

Fig. 6

in Draufsicht die Spannvorrichtung nach Fig. 5,

Fig. 7

die Auswirkung eines Positionsfehlers der Schleifscheibe auf ein Produktionsmesser,

Fig. 8

die Auswirkung des Positionsfehlers in Richtung des Messerschaftes,

Fig. 9

die Auswirkung der Abweichung einer Anschlagfläche bei dem Schleifen der Hauptfreifläche A und der Nebenfreifläche B eines Stabmessers (linkes Messer),

Fig. 10

einen ersten Kalibrierschliff, stirnseitig, zur Kompensation einer gemessenen Abweichung fm = fpZ und

Fig. 11

einen zweiten Kalibrierschliff, zylinderseitig, zur Kompensation einer gemessenen Abweichung fm = fpY, nachdem die Abweichung fpZ gemäß Fig. 10 kompensiert worden ist.

[0037] Beim Schleifen im generierenden Verfahren, wie es in der beigefügten Fig. 7 veranschaulicht ist, wirken sich Positionsabweichungen der Schleifscheibe (fpY, fpZ) und eine Anschlagabweichung in der Spannvorrichtung (fa = faL oder faR) sowohl auf den Flankenabtrag (fb) als auch auf den Abtrag über Kopf (fh) aus (und die beiden Kopfkanten können versetzt sein). Bei der Vergleichsmessung ist das Meistermesser in der Messvorrichtung von der Solllage aus gegen den Anschlag (um fh) verschoben, so dass sich die gemessene Dickenabweichung (fm) als Überlagerung aller Fehler ergibt. Dieser Messwert wird bislang zur Korrektur der Messer verwendet.

Prinzip des bekannten Kalibrierverfahrens:

[0038] Die Grundidee dieses Kalibrierverfahrens ist es, den Gesamtfehler in Einzelkomponenten zu zerlegen und separat zu kompensieren. Das wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Fig. 7 bis 9 näher beschrieben.

[0039] Betrachtet man von den Positionsabweichungen (Vektor fp, Fig. 7) der Schleifscheibe 12 nur die Komponente in Richtung der C-C-Achse (fpC, Fig. 7, analog fpY, Fig. 8), so bewirkt sie, dass Kopf und Flanke um den gleichen Betrag (fh = fpY) versetzt geschliffen werden. In Schaftrichtung des Messers gesehen ändert sich somit nur die Abschliffhöhe, wohingegen die Geometrie des fertig geschliffenen Messers unverändert bleibt. Dieser Effekt wird dazu benutzt, die Einzelfehler folgendermaßen zu separieren:

[0040] Bei Ausrichtung zur Y-Achse ist die gemessene Abweichung (fm) gleich der Z-Komponente (fpZ), bei Ausrichtung zur Z-Achse gleich der Y-Komponente (fpY) der Positionsabweichung. Unter der Voraussetzung, dass beide Flanken des Messers mit der gleichen Richtung der C-C-Achse geschliffen wurden, haben die Kopfkanten den gleichen Versatz und die Spitzenabstände der beiden Flanken A und B die gleiche Abweichung (fmA = fmB). Überlagert wird noch die Abweichung der Anschlagfläche (fa = faL oder faR). Sie bewirkt auf einer Flanke eine positive, auf der anderen Flanke eine negative Abweichung (Fig. 9), aber keinen Versatz der Kopfkanten. Über Differenz und Mittelwert können dann Anschlag- und Positionsabweichung (wie weiter unten beschrieben) separiert werden.

[0041] Für die zweite Positionskomponente muss das Messer nochmals geschliffen werden. Hierbei kann auch auf die zweite Anschlagfläche gewechselt werden. Obwohl das Messer zwei Mal geschliffen und gemessen werden muss, ergibt sich eine sehr einfache und wirkungsvolle Kalibriermethode.

Auswertung:

[0042] Zur Kalibrierung der Scheibenposition werden Abweichungen (f = Istwert - Nennwert) ermittelt, mit denen die für die Berechnung der Schleifbahn zugrunde gelegten Nennwerte an die Istwerte angepasst werden (nicht umgekehrt!).

rechter Anschlag	(Differenz)	faR = (fsB - fsA)/2	für rechte Messer
linker Anschlag	(Differenz)	faL = (fsB - fsA)/2	für linke Messer
Z Position	(Mittelwert)	fpZ = (fsB + fsA)/2	für Y Ausrichtung (Stirnseite)
Y Position	(Mittelwert)	fpY = (fsB + fsA)/2	für Z Ausrichtung
			(Zylinderseite)

Verfahren nach der Erfindung

[0043] Bei dem Verfahren nach der Erfindung zum Kalibrieren einer Schleifscheibe werden die Stabmesser 10 mindestens zweimal vollständig geschliffen. Jeder Kalibrierschliff beinhaltet zwei Schlichtdurchgänge, was im Folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 10 und 11 näher beschrieben wird.

Erster Kalibrierschliff (Y-Ausrichtung, Fig. 10):

[0044] Für den ersten Schlichtdurchgang wird das Stabmesser 10 stirnseitig zur Schleifscheibe 12 so angeordnet, dass die A-A-Achse möglichst parallel zur Y-Achse ist und dass die Anschlagfläche 23 der Spannvorrichtung 21 genau parallel zur X-Achse ist. In dem ersten Schlichtdurchgang werden in einem Zuge die Kopffläche K, ein Übergangsradius und die erste Flanke geschliffen.

[0045] Für den zweiten Schlichtdurchgang wird das Stabmesser mittels der Spannvorrichtung 21 um 180° um die C-C-Achse gedreht, und es wird der gleiche Schleifvorgang wiederholt, so dass jetzt erneut die Kopffläche K, ein weiterer Übergangsradius und die zweite Flanke geschliffen werden.

[0046] Die Schleifscheibe 12 wird dabei entlang der Kanten so geführt, dass die Kopffläche K senkrecht ist, dass beide Flanken 5, 6 entgegengesetzt unter einem vorgegebenen Winkel, vorzugsweise 20° zur C-C-Achse stehen und dass die Messerspitzen die zu prüfenden Abstände mA und mB zur Anschlagfläche 23 oder 24 erhalten.

[0047] Bei dem Einsatz einer Dual-Schleifscheibe muss bei dem erfindungsgemäßen Verfahren aus konstruktiven Gründen die C-C-Achse um einen kleinen Winkel geneigt werden. Zusammen mit der Abtragsabweichung der Facette entsteht im ersten Kalibrierschritt eine Rückkopplung zwischen der Y- und der Z-Komponente, der zu einem Restfehler (zwischen 5 % und 20 % der zweiten Komponente) führen kann. Bei größeren Abweichungen sollte deshalb .ein Kontrollschliff mit eventueller Nachkalibrierung durchgeführt werden. Ein Versatz der Kopfkanten wird vermieden, indem beide Flanken mit gleicher Achsanordnung geschliffen werden.

[0048] Im Dualverfahren erhalten die Kanten vorzugsweise die gleiche Facette wie die Produktionsmesser. Dass die Kopffläche bei jedem vollständigen Schliff zwei Mal geschliffen wird, ist geometrisch ohne Bedeutung, aber technologisch notwendig. Beim ersten Schlichtdurchgang muss ein großes Aufmass über Kopf abgeschliffen werden, der zu einem Formfehler der Kopfkante führen kann. Bei dem zweiten Schlichtdurchgang wird dieser Fehler aber beseitigt.

Zweiter Kalibrierschliff (Z-Ausrichtung, Fig. 11):

[0049] Dabei wird genau wie bei dem ersten Schliff verfahren, jedoch wird das Messer auf der Zylinderseite der Schleifscheibe 12 angeordnet, indem die Spannvorrichtung um 90° um die A-A-Achse geschwenkt wird, so dass die C-C-Achse jetzt parallel zur Z-Achse ist. Vom ersten zum zweiten Kalibrierschliff kann zwischen rechtem und linkem Anschlag gewechselt werden.

[0050] Die Auswertung erfolgt auf die eingangs bereits geschilderte Art und Weise, indem zur Kalibrierung der Scheibenposition Abweichungen (f = Istwert - Nennwert) ermittelt werden, mit denen die für die Berechnung der Schleifbahn zu Grunde gelegten Nennwerte an die Istwerte angepasst werden, wie im Stand der Technik, wobei Differenzen und Mittelwerte ebenfalls auf die eingangs dargelegte Art und Weise berechnet werden.

Weitere Kalibriermöglichkeiten:

[0051] Nachdem die Scheibenposition genau kalibriert worden ist, können auch die wichtigsten Abmessungen der Schleifscheibe geprüft und bei Bedarf angepasst werden:

Rundungsradius Rg:

[0052] Das Stabmesser 10 wird ein drittes Mal geschliffen, wobei die C-C-Achse um den Flankenwinkel geneigt wird, so dass die Flanke jetzt senkrecht steht. Die gemessene Abweichung ergibt einen 3. Kreispunkt, aus dem über ein Programm die Radiusabweichung berechnet werden kann.

Abstand zur Schruppfläche Ps:

[0053] In einem weiteren Schleifdurchgang wird die zweite Flanke nur geschruppt, ohne Facettenwinkel. Die erste Flanke dient zur Kontrolle. Die Auswertung erfolgt wieder über ein Programm.

Ansprüche

1. Verfahren zum Kalibrieren einer Schleifmaschine zum Schärfen von Stabmessern (10) durch Schleifen von wenigstens zwei Flanken und einer Kopffläche der Stabmesser, beinhaltend die Schritte

- Herstellen eines Kalibriermessers durch Schärfen eines Stabmessers (10) entsprechend einer vorgegebenen Geometrie,

- Messen der Geometrie des Kalibriermessers, und

- Kalibrieren der Maschine mit Hilfe wenigstens des Messergebnisses,

dadurch gekennzeichnet, dass zu dem Herstellen eines Kalibriermessers das Stabmesser (10) wenigstens zwei Mal jeweils an den Flanken (5, 6) und der Kopffläche (K) vollständig geschliffen wird und dass das Messen der Geometrie des Kalibriermessers auf einer Messvorrichtung außerhalb der Schleifmaschine durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Kalibrierschliff zwei Schlichtdurchgänge beinhaltet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei den beiden Kalibrierschliffen das Stabmesser in zwei Achsrichtungen (Y, Z) ausgerichtet wird, die einen Winkel von 70° - 90° und vorzugsweise von etwa 90° miteinander bilden, um die Position einer Arbeitsfläche einer Schleifscheibe der Schleifmaschine bezüglich dieser beiden Achsrichtungen und die Ausrichtung des Stabmessers zu einer Positionierachse (C-C) zu ermitteln.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Schlichtdurchgang in einem Zuge die Kopffläche, ein erster Übergangsradius zu der ersten Flanke und die erste Flanke geschliffen werden, dass dann das Stabmesser um 180° um die Positionierachse (C-C) gedreht wird und dass anschließend in dem zweiten Schlichtdurchgang die Kopffläche, ein zweiter Übergangsradius zu der zweiten Flanke und die zweite Flanke geschliffen werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für den ersten Kalibrierschliff das Stabmesser zur Stirnseite der Schleifscheibe angeordnet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass für den zweiten Kalibrierschliff das Stabmesser um 90° geschwenkt und zur Zylinderseite der Schleifscheibe angeordnet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ermitteln des Rundungsradius (Rg) einer Schleifscheibe der Schleifmaschine die Positionierachse (C-C) des Stabmessers um den Flankenwinkel geneigt wird und das Stabmesser in einem dritten Kalibrierschliff jeweils an den Flanken und der Kopffläche vollständig geschliffen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kalibrieren der Schleifmaschine durch einen weiteren Schritt eine der beiden Flanken des Stabmessers nur mit einer Schruppfläche der Schleifscheibe, deren Position zu ermitteln ist, geschliffen wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Messen der Geometrie des Kalibriermessers ein absolut messendes Messgerät eingesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass für das Messen der Geometrie des Kalibriermessers eine vergleichend messende Messvorrichtung eingesetzt wird, die die gemessene Geometrie des Kalibriermessers mit den Abmessungen einer Kalibrierlehre vergleicht.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in den Schritten, in denen das Stabmesser (10) jeweils vollständig geschliffen wird, das Schleifen unter den gleichen Bedingungen erfolgt, unter denen Stabmesser auf der Schleifmaschine geschärft werden.

Claims

1. A method of calibrating a grinding machine for the sharpening of bar cutting blades (10) by grinding at least two flanks and a top surface of the bar cutting blades, comprising the steps of:

- producing a calibrating blade by sharpening a bar cutting blade (10) to a predetermined geometry,

- measuring the geometry of the calibrating blade, and

- calibrating the machine with the aid of the measurement result,

characterized in that the manufacture of a calibrating blade includes the complete grinding of the bar cutting blade (10) at least twice on the flanks (5, 6) and the top surface (K), and that the measurement of the geometry of the calibrating blade is taken on a measuring device outside the grinding machine.

2. The method according to claim 1, characterized in that each calibrating grind includes two finishing passes.

3. The method according to claim 2, characterized in that the two calibrating grinds involve the step of orienting the bar cutting blade in two axis directions (Y, Z), forming an angle of between 70° and 90° and preferably of about 90° with one another in order to determine the position of a working face of a grinding wheel of the grinding machine relative to these two axis directions and the orientation of the bar cutting blade relative to a positioning axis (C-C).

4. The method according to claim 3, characterized in that the first finishing pass comprises grinding the top surface, a first transition radius to the first flank and the first flank in a single pass, whereupon the bar cutting blade is rotated about the positioning axis (C-C) through 180 degrees, and that the subsequent second finishing pass comprises grinding the top surface, a second transition radius to the second flank, and the second flank.

5. The method according to claim 4, characterized in that for the first calibrating grind the bar cutting blade is positioned against the end face of the grinding wheel.

6. The method according to claim 5, characterized in that for the second calibrating grind the bar cutting blade is swung through an angle of 90 degrees and positioned against the cylinder face of the grinding wheel.

7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that for determining the radius of curvature (Rg) of a grinding wheel of the grinding machine the positioning axis (C-C) of the bar cutting blade is tilted through the flank angle and the bar cutting blade is completely ground on the flanks and the top surface using a third calibrating grind.

8. The method according to claim 2 or 3, characterized in that for calibrating the grinding machine a further step involves the grinding of one of the two flanks of the bar cutting blade only with a roughing face of the grinding wheel whose position is to be determined

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the step of measuring the geometry of the calibrating blade involves the use of an absolute measuring device.

10. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the step of measuring the geometry of the calibrating blade involves the use of a comparative measuring device that compares the measured geometry of the calibrating blade with the dimensions of a calibrating gage.

11. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that in the steps in which the bar cutting blade (10) is ground completely, grinding is performed under the same conditions under which bar cutting blades are sharpened on the grinding machine.

Revendications

1. Procédé de calibrage d'une rectifieuse destinée à l'affûtage de lames en forme de barre (10) par rectification d'au moins deux flancs et d'une face de tête des lames en forme de barre, comportant les étapes suivantes

- réalisation d'une lame de calibrage par affûtage d'une lame en forme de barre (10) selon une géométrie prédéterminée,

- mesure de la géométrie de la lame de calibrage, et

- calibrage de la machine à l'aide du résultat de mesure au moins,

caractérisé en ce que, pour la réalisation d'une lame de calibrage, la lame en forme de barre (10) est entièrement rectifiée au moins deux fois respectivement au niveau des flancs (5, 6) et de la face de tête (K), et en ce que la mesure de la géométrie de la lame de calibrage est effectuée sur un dispositif de mesure situé en dehors de la rectifieuse.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque rectification de calibrage comprend deux passes de finition.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lors des deux rectifications de calibrage, la lame en forme de barre est orientée dans deux directions axiales (Y, Z) qui forment entre elles un angle de 70° à 90°, et de préférence de l'ordre de 90°, afin de déterminer la position d'une surface de travail d'une meule de la rectifieuse par rapport à ces deux directions axiales, et l'orientation de la lame en forme de barre par rapport à un axe de positionnement (C-C).

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'au cours de la première passe de finition, la face de tête, un premier rayon de transition vers le premier flanc et le premier flanc sont rectifiés d'un seul tenant, en ce que la lame en forme de barre est alors tournée de 180° autour de l'axe de positionnement (C-C), et en ce qu'au cours de la deuxième passe de finition, la face de tête, un deuxième rayon de transition vers le deuxième flanc et le deuxième flanc sont ensuite rectifiés.

5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, pour la première rectification de calibrage, la lame en forme de barre est orientée vers la face frontale de la meule.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que, pour la deuxième rectification de calibrage, la lame en forme de barre est pivotée de 90° et orientée vers la face cylindrique de la meule.

7. Procédé selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que, pour la détermination du rayon d'arrondi (Rg) d'une meule de la rectifieuse, l'axe de positionnement (C-C) de la lame en forme de barre est incliné de l'angle de flanc, et en ce qu'au cours d'une troisième rectification de calibrage, la lame en forme de barre est entièrement rectifiée au niveau des flancs et de la face de tête.

8. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que, pour le calibrage de la rectifieuse, l'un des deux flancs de la lame en forme de barre n'est rectifié au cours d'une étape suivante que par une face de dégrossissage de la meule, dont la position est à déterminer.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un appareil de mesure mesurant de façon absolue est utilisé pour la mesure de la géométrie de la lame de calibrage.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un dispositif de mesure de comparaison est utilisé pour la mesure de la géométrie de la lame de calibrage, qui compare la géométrie mesurée de la lame de calibrage avec les dimensions d'une jauge de calibrage.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au cours des étapes pendant lesquelles la lame en forme de barre (10) est respectivement entièrement rectifiée, la rectification est effectuée dans les mêmes conditions que celles dans lesquelles la lame en forme de barre est affûtée sur la rectifieuse.

Zeichnung