Abtasteinrichtung für eine Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen

Abstract

 Eine Abtasteinrichtung für eine Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen 5 weist einen Waagerechtschlitten zur Aufnahme eines zu schleifenden Räumwerkzeugs 5 und einen mit mindestens einer Schleifspindel versehenen Senkrechtschlitten auf, wobei ein relativ zur Abtasteinrichtung etwa vertikal bewegbarer Tastfinger 61 zum Erfassen der Lage eines jeweiligen Räumzahns des entsprechenden Räumwerkzeugs 5 vorgesehen ist, der mit mindestens einem wegabhängig Signale zur Ansteuerung von Antrieben der Maschinen-Schlitten abgebenden Glied gekoppelt ist.
Um eine weitgehend beliebige, aber exakte Führung des Tastfingers 61 zur Ermittlung für die Geometrie des Räumwerkzeugs 5 wesentlicher Größen zu ermöglichen, ist der Tastfinger 61 an einem von zwei senkrecht zueinander verschiebbaren Schlitten (Horizontalschlitten, Vertikalschlitten 28) angebracht und ist jedem Schlitten ein dessen Verschiebeweg aus der Ruhelage erfassender Wegaufnehmer 39 zugeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Abtasteinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

[0002] Maschinen zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen mit einer Abtasteinrichtung und mit einem Tastfinger der gattungsgemäßen Art sind aus der US-PS 3 646 593 bekannt und auch handelsüblich. Bei diesen bekannten Maschinen fällt der Tastfinger bei einer entsprechenden Bewegung des Waagerechtschlittens über die Schneide des zu schleifenden Räumzahns eines Räumwerkzeuges, wodurch der Waagerechtschlitten angehalten wird. Außerdem erfolgt dann entsprechend der vertikalen Auslenkung des Tastfingers, der mit seiner waagerechten Tastfläche auf der Freifläche des Räumzahns aufliegt, eine Zustellbewegung des Senkrechtschlittens mit dem Schleifschlitten. Wenn auf diese Weise der Schleifschlitten mit einer Schleifspindel zugestellt ist, wird der Tastfinger aus seiner Taststellung am Räumzahn ausgehoben und die Schleifscheibe nach einer entsprechenden vorgegebenen Zustellung mehrfach über die zu schleifende Fläche geführt. Anschließend erfolgt das Schleifen des nächsten Zahnes. Da an der verschlissenen, also zu schleifenden Schneide eines Räumzahns sehr oft sogenannte Verschleißmarken sind, die zu Fehlern beim Ermitteln der Istlage der Schneide mittels des Tastfingers führen, ist vor der ebenen Tastfläche eine Hinterschneidung angebracht, so daß die waagerechte Tastfläche bzw. deren vordere, durch die Hinterschneidung begrenzte Kante auf der Freifläche des Räumzahns mit einem Abstand von der Schneide aufliegt, in dem keine Verschleißmarken od. dgl. mehr vorhanden sind. Die Hinterschneidungsfläche, längs derer der Tastfinger über die verschlissene Schneide nach unten fällt, verläuft vertikal. Maschinen zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen dieser Gattung haben sich in der Praxis in großem Umfang bewährt und durchgesetzt.

[0003] In der Praxis hat sich gezeigt, daß sehr oft auch an der Spanfläche im Bereich der Schneide entweder sogenannte Verschleißmarken vorhanden sind, die zu Fehlern beim Ermitteln der Sollage der Schneide führen. Des weiteren gilt insbesondere, daß die verschlissene Schneide ja keine scharfe Kante, sondern eine bogenförmig gekrümmte Fläche ist, so daß Fehler bei der Abtastung auftreten. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, nicht nur die Freifläche, sondern auch die Spanfläche in einem vorgegebenen Abstand von der ursprünglich vorhandenen Schneidkante abzutasten.

[0004] Aus der DE-OS 29 26 8o7 ist es hierzu bekannt geworden, zwei Tastfinger einzusetzen, von denen der eine die Freifläche abtastet, während der andere die Spanfläche abtastet. Diese Ausgestaltung mag funktionell zufriedenstellend sein; sie ist dadurch, daß zwei Tastfinger vorgesehen sein müssen, konstruktiv aufwendig und damit auch entsprechend empfindlich.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Abtasteinrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß eine weitgehend beliebige, aber exakte Führung des Tastfingers zur Ermittlung für die Geometrie des Räumwerkzeuges wesentlicher Größen möglich ist.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

[0007] Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ermöglicht, daß der Tastfinger in rechtwinkligen Koordinaten exakt verschiebbar ist und daß die Bewegung des Tastfingers in jeder Koordinatenrichtung exakt erfaßt wird, so daß eine Abtastung der ursprünglichen Lage der Schneide durch Abtasten der Freifläche und der Spanfläche des jeweiligen Räumzahns im Abstand von der Schneide möglich ist, wie dies in der parallelen Anmeldung "Tastfinger für eine Abtasteinrichtung einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen" der Anmelderin vom selben Tage im einzelnen beschrieben ist. Es ist weiterhin aber auch eine Abtastung des Spankammergrundes und des zugeordneten Bereichs der Spanfläche möglich, wodurch ebenfalls die Geometrie des jeweiligen Räumzahnes und damit die Sollage von dessen Schneide erfaßt wird.

[0008] Die Ansprüche 2 bis 4 geben konstruktive Maßnahmen an, mittels derer sichergestellt ist, daß der Vertikalschlitten und der Horizontalschlitten, von denen einer den Tastfinger trägt, spielfrei aber leichtgängig aus ihrer jeweiligen Ruhelage verschiebbar sind.

[0009] Da die erfindungsgemäße Ausgestaltung es ermöglicht, daß der Tastfinger unterhalb und hinter der Schneide die Lage der Spanfläche und/oder des Spankammergrundes abtastet, ist es von Vorteil, die Maßnahmen nach Anspruch 5 vorzusehen.

[0010] Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung.

[0011] Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie II-II in Fig. 4,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie III-III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Abtasteinrichtung gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 2 und

Fig. 6 den unteren zur Anlage an einem Räumwerkzeug kommenden Teil eines Tastfingers in stark vergrößertem Maßstab.

[0012] Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist eine automatische Räumwerkzeugschärfmaschine einen auf einem Maschinenbett 1 geführten und von einem im Maschinenbett 1 angeordneten, nicht sichtbaren Servomotor über eine Wälzspindel 2 angetriebenen Waagerechtschlitten 3 auf, der auf einer Magnetspannplatte 4 ein zu schärfendes Räumwerkzeug 5 trägt. Die Räumwerkzeugschärfmaschine weist weiterhin einen mit dem Maschinenbett 1 verbundenen Senkrechtschlibten 7 auf, der ebenfalls über eine Wälzspindel 8 von einem ebenfalls in der Zeichnung nicht sichtbaren Servomotor angetrieben wird. Er trägt am oberen Ende drehbar gelagert einen Schleifschlitten 9 mit einer oder mehreren Schleifspindeln 10. Der Schleifschlitten 9 ist auf dem Senkrechtschlitten 7 quer zum Waagerechtschlitten 3, also senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 1, hin- und herbewegbar.

[0013] Weiterhin sind Schalt- bzw. Steuerschränke 11 vorgesehen, in denen die - vorprogrammierbaren - Steuereinrichtungen zur Ansteuerung der einzelnen Antriebsmotoren untergebracht sind.

[0014] Am vorderen Teil der Schleifspindel 10 ist eine Abtasteinrichtung 12 angeordnet, mittels derer die Geometrie des zu schleifenden Räumwerkzeuges 5 so erfaßt wird, daß ein exaktes Nachschleifen möglich ist. Diese bisher beschriebene Räumwerkzeugschärfmaschine ist im Prinzip beispielsweise aus der US-PS 3 646 593 bekannt. Im übrigen ist diese Maschine handelsüblich.

[0015] Die Abtasteinrichtung 12 weist ein mittels eines Deckels 13 verschließbares etwa quaderförmiges Gehäuse 14 auf das auf einer nicht dargestellten Grundplatte an der Schleifspindel 1o befestigt ist, wobei die Befestigung auf dieser Grundplatte derart sein kann, daß eine Justierung des Gehäuses 14 mittels Mikrometerschrauben möglich ist, wie es in der US-PS 3 464 593 beschrieben ist.

[0016] Auf dem der Schleifspindel 1o zugewandten, dem Deckel 13 gegenüberliegenden Boden 15 des Gehäuses ist ein Tragrahmen 16 angeschraubt, der zwei im Abstand voneinander angeordnete vertikale Haltestege und einen diese verbindenden oberen horizontalen Haltesteg aufweist.

[0017] In den beiden vertikalen Haltestegen 17 sind im Abstand voneinander in einer gemeinsamen vertikalen Ebene zwei Führungsstäbe 2₀, 21 gehaltert, die in angepaßten Bohrungen 22 in den Haltestegen 17, 18 durch Kleben axial unverschiebbar festgelegt sind. Auf diesen beiden horizontalen Führungsstäben 2o, 21 ist ein Horizontalschlitten 23 verschiebbar gelagert, der mittels Führungsbuchsen 24, 25 die beiden Führungsstäbe 2₀, 21 umgreift, wobei jeweils _Kugelkäfige 26, 27 zwischen Führungsstab 2o bzw. 21 einerseits und Führungsbuchse 24 bzw. 25 andererseits angeordnet sind, um eine leichtgängige aber spielfreie Führung und horizontale Verschiebbarkeit des Horizontalschlittens 23 relativ zum Gehäuse 14 der Abtasteinrichtung 12 zu gewährleisten.

[0018] Im Horizontalschlitten 23 ist ein Vertikalschlitten 28 vertikal verschiebbar gelagert. Hierzu sind an einem unterhalb des Horizontalschlittens 23 horizontal angeordneten Halteträger 29 zwei vertikale Führungssäulen 3₀, 31 angebracht, die in entsprechenden Bohrungen 30' ,31' im Halteträger 29 durch Kleben befestigt sind. Diese Führungssäulen 3₀, 31 sind in entsprechenden vertikalen Führungsbuchsen 32, 33 des Horizontalschlittens 23 vertikal verschiebbar gelagert. Auch hier sind Kugelkäfige 34, 35 zwischen Führungsbuchse 32 bzw. 33 einerseits und Führungssäulen 30 bzw. 31 andererseits vorgesehen, um eine leichtgängige und gleichzeitig spielfreie Führung und Verschiebbarkeit des Vertikalschlittens 28 relativ zum Horizontalschlitten 23 zu gewährleisten.

[0019] Der Halteträger 29 des Vertikalschlittens 28 ist unterhalb der unteren Seitenwand 36 des Gehäuses 14 angeordnet, wozu in dieser Seitenwand 36 eine Ausnehmung 37 vorgesehen ist. Ein staubdichter Verschluß dieser Ausnehmung 37 wird durch einen Faltenbalg 38 erreicht, der einerseits am Halteträger 29 und andererseits an der unteren Seitenwand 36 befestigt ist. Am Horizontalschlitten 23 ist ein induktiver Wegaufnehmer 39 befestigt, indem er in einer entsprechenden Bohrung 4o mittels einer Klemmschraube 41 radial und axial festgelegt und gegen Verdrehen gesichert ist. Ein nach unten herausragendes stabförmiges Stellglied 42 des Wegaufnehmers 39 ist an dem Halteträger 29 des Vertikalschlittens 28 festgeschraubt. Da der Wegaufnehmer 39 mit seinem Stellglied 42 parallel zu den Führungssäulen 3₀, 31 angeordnet ist, werden vertikale Verschiebungen des Vertikalschlittens 28 in gleichgroße Bewegungen des Stellgliedes 42 des Wegaufnehmers 39 und damit in entsprechende elektrische Signale umgesetzt.

[0020] Ein weiterer horizontal angeordneter induktiver Wegaufnehmer ist einerseits in einer entsprechenden Bohrung 44 des Horizontalschlittens 23 durch Kleben festgelegt. Andererseits ist sein stabförmiges Stellglied 45 an einem vertikalen Haltesteg 18 festgeschraubt. Da auch dieser Wegaufnehmer 43 mit seinem relativ zu ihm verschiebbaren Stellglied 45 parallel zu den horizontalen Führungsstäben 2₀, 21 angeordnet ist, werden horizontale Verschiebungen des Horizontalschlittens 23 in gleichgroße Verstellbewegungen des Stellgliedes 45 relativ zum Wegaufnehmer 43 und damit in entsprechend elektrische Signale umgesetzt.

[0021] In der Bohrung 44 ist eine Anschlagbuchse 46 durch Kleben befestigt, die gegen den vertikalen Haltesteg 18 zur Anlage kommt, in dem das Stellglied 45 des horizontalen Wegaufnehmers 43 befestigt ist. In diese Anlagestellung wird der Horizontalschlitten 23 durch eine vorgespannte Feder 47 in seine Ruhelage gedrückt, die auf einem Führungsstab 21 angeordnet ist und einerseits gegen den anderen Haltesteg 17 und die diesem zugewandte Seite des Horizontalschlittens 23 anliegt.

[0022] Die untere Ruhelage des Vertikalschlittens 28 wird durch dessen Eigengewicht immer wieder eingestellt.

[0023] In einer Ausnehmung 48 in einem vertikalen Haltesteg 18 ist ein Hebel 49 um eine Achse 5o schwenkbar gelagert. Der Hebel 49 ist in der Ebene angeordnet, die durch die Verschieberichtungen von Horizontalschlitten 23 und Vertikalschlitten 28 aufgespannt wird; die Achse 5o ist also normal hierzu angeordnet.

[0024] Der Hebel 49 weist einen unterhalb der Achse 5o befindlichen, von der Achse 5o weggewinkelten Schenkel 51 auf, der einen am Vertikalschlitten 28 befestigten Zapfen 52 untergreift. Dieser Zapfen ist an einem Anschlagstück 53 angebracht, der von oben stirnseitig mittels einer Schraube 54 gegen eine Führungssäule 31 geschraubt ist, wodurch gleichzeitig der Vertikalschlitten 28 gegen ein Herausfallen nach unten aus dem Horizontalschlitten 23 gesichert wird.

[0025] An einem oberhalb der Achse 5o endenden Schenkel 55 des Hebels 49 greift unter Zwischenschaltung einer Feder 56 ein Kern 57 eines Hubmagneten 58 an, der an der zugeordneten vertikalen Seitenwand 59 befestigt ist, wobei der Kern 57 diese Seitenwand 59 durch eine öffnung 6₀ durchsetzt. Bei einer Erregung des elektromagnetischen Hubmagneten 58 wird der Hebel 49 so verschwenkt, daß der Vertikalschlitten 28 angehoben wird.

[0026] Am Halteträger 29 des Vertikalschlittens 28 ist ein Tastfinger 61 befestigt, der in einer angepaßten Ausnehmung 62 des Halteträgers 29 angeordnet und mittels eines quer hindurchgeführten Paßstiftes 63 nach oben festgelegt ist. Eine axiale, radiale und tangentiale Fixierung wird durch eine Madenschraube 64 erreicht.

[0027] Der Tastfinger 61 weist an seinem unteren Ende eine geneigte Auflauffläche 65 auf, an die sich eine als Vorsignalgeber dienende Vornase 66 anschließt. Diese Vornase 66 wird durch eine senkrecht nach oben zurückspringende vertikale Fläche 67 begrenzt, an die sich eine waagerechte Anlagefläche 68 anschließt. An deren Ende ist eine Meßkante 69 ausgebildet, die durch die Anlagefläche 68 und eine geneigt nach oben zurückspringende Hinterschneidungsfläche 7o gebildet wird. Diese Hinterschneidungsfläche 7o begrenzt eine Hinterschneidung 71, an die sich eine waagerechte Tastfläche 72 anschließt, die zur Hinterschneidung 71 hin eine Kante 73 aufweist.

[0028] Die Anlagefläche 68 springt nach oben um das Maß a gegenüber der Vornase 66 zurück. Die waagerechte Tastfläche 72 springt noch einmal um das Maß b gegenüber der Anlagefläche 68 nach oben zurück. Beide Maße bewegen sich im Bereich von einigen Zehntel bis 1 Millimeter. Auch die waagerechte Erstreckung der Hinterschneidung 71 beträgt einige Zehntel bis maximal 1 Millimeter. Aufbau und Funktionsweise des Tastfingers sind im einzelnen in der unter der Bezeichnung "Tastfinger für eine Abtasteinrichtung einer Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen" der Anmelderin vom selben Tage im einzelnen beschrieben.

[0029] Wenn ein Räumwerkzeug 5, dessen verschlissene Schneiden 74 durch Schleifen der Spanfläche 75 und/oder der Freifläche 76 wieder geschärft werden sollen,durch entsprechenden Antrieb des Waagerechtschlittens 3 in Richtung 77 bewegt wird, dann läuft der Tastfinger 61 über die Freifläche 76 und fällt mit seiner Vornase 66 über die Schneide 74. Durch diese Bewegung wird ein Signal im vertikalen Wegaufnehmer 39 ausgelöst, durch das der Antriebsmotor des Waagerechtschlittens 3 vom Schnellgang auf einen Schleichgang umgeschaltet wird.

[0030] Bei der nachfolgenden Weiterbewegung des Waagerechtschlittens in Richtung 77 fällt der Tastfinger 61 weiter nach unten, wenn die Hinterschneidungsfläche 70 die Schneide 74 erreicht. Hierbei kommt die Tastfläche 72 bzw. deren Kante 73 zur Auflage auf der Freifläche 76. Durch dieses erneute Signal des vertikalen Wegaufnehmers wird der Antriebsmotor des Waagerechtschlittens zuerst gestoppt und dann umgesteuert, so daß jetzt der Waagerechtschlitten 3 entgegen der Richtung 77 bewegt wird, bis die Meßkante 69 des Tastfingers 61 zur Anlage gegen die Spanfläche 75 unterhalb der Schneide 74 kommt. Hierbei wird der Horizontalschlitten 23 gegen die Feder 47 horizontal verschoben, wodurch gleichzeitig vom Wegaufnehmer 43 ein Signal abgegeben wird, mittels dessen der Waagerechtschlitten endgültig gestoppt wird. Über den Wegaufnehmer 39 wird eine Zustellung des Senkrechtschlittens 7 ausgelöst, bis der Abgleich des Wegaufnehmers erreicht ist. Anschließend werden weitere Folgeoperationen ausgelöst. Diese umfassen zuerst die Erregung des Hubmagneten 58, dessen Kern 57 in diesen hineingezogen wird, wodurch der Hebel 49 um die Achse 50 verschwenkt wird und den Vertikalschlitten 28 einerseits, andererseits aber auch den Horizontalschlitten 23 weiter aus seiner Ruhelage heraus verschiebt, so daß der Tastfinger 61 von der Freifläche 76 und der Spanfläche 75, ohne dort zu schleifen, frei vom jeweiligen Räumzahn 78 abgehoben wird. Außerdem werden hierdurch dann die eigentlichen Schleifoperationen ausgelöst.

Ansprüche

1. Abtasteinrichtung (12) für eine Maschine zum automatischen Schärfen von Räumwerkzeugen (5), die einen Waagerechtschlitten (3) zur Aufnahme eines zu schleifenden Räumwerkzeugs (5) und einen mit mindestens einer Schleifspindel (10) versehenen Senkrechtschlitten (7) aufweist, wobei ein relativ zur Abtasteinrichtung (12) etwa vertikal bewegbarer Tastfinger (61) zum Erfassen der Lage eines jeweiligen Räumzahnes (78) des entsprechenden Räumwerkzeuges (5) vorgesehen ist, der mit mindestens einem wegabhängig Signale zur Ansteuerung von Antrieben der Maschinen-Schlitten abgebenden Glied gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastfinger (61) an einem von zwei senkrecht zueinander verschiebbaren Schlitten (Horizontalschlitten 23, Vertikalschlitten 28) angebracht ist und daß jedem Schlitten ein dessen Verschiebeweg aus der Ruhelage erfassender Wegaufnehmer (39, 43) zugeordnet ist.

2. Abtasteinrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastfinger (61) an einem vertikal in einem Horizontalschlitten (23) verschiebbar gelagerten Vertikalschlitten (28) angebracht ist, wobei der Horizontalschlitten (23) auf gegenüber der Abtasteinrichtung (12) festen Führungen (Führungsstäbe 20, 21) horizontal verschiebbar gelagert ist.

3. Abtasteinrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Vertikalschlitten (28) und Horizontalschlitten (23) mittels Führungssäulen (30, 31) bzw. Führungsstäben (20, 21) und entsprechenden diese aufnehmenden Führungsbuchsen (32, 33; 24, 25) gelagert sind.

4. Abtasteinrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Führungsbuchsen (24, 25; 32, 33) jeweils Wälzlager vorgesehen sind.

5. Abtasteinrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, wobei eine Hubeinrichtung zum Abheben des Tastfingers ( 61) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hubeinrichtung mit einem schwenkbaren Hebel (49) verbunden ist, der an einem der Schlitten (Vertikalschlitten 28) in Verschieberichtung für den Horizontalschlitten (23) und den Vertikalschlitten (28) angreift.

Zeichnung