DD286530A5

DD286530A5 - Verfahren zum positionieren von schleifkoerper und zahnrad beim zahnflankenschleifen

Info

Publication number: DD286530A5
Application number: DD33029089A
Authority: DD
Inventors: Harald Goldau; Thomas Bage; Thomas Emmer
Original assignee: Smab Forsch Entw Rat
Priority date: 1989-07-03
Filing date: 1989-07-03
Publication date: 1991-01-31

Abstract

Verfahren zum Positionieren von Schleifkörpern und ahnrad beim ahnflankenschleifen, indem die Berührung von Schleifkörper und ahnrad mittels Sensor registriert wird und die Verschiebung und Verdrehung des ahnrades gegenüber dem Schleifkörper nach einem speziellen Algorithmus erfolgt. Aus verschiedenen Berührungspositionen und Informationen des Wegmeßsystems wird auf einfache Weise die Stellung der Schleifscheibe zum ahnrad ermittelt. Das Verfahren ermöglicht unkompliziert und zuverlässig die Durchführung eines automatischen Einmittens. Fig. 1

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erflndunp

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewährleistung eines automatischen Einmittvorganges beim Verzahnungsschleifen, vorzugsweise beim Zahnflanken-Teilwälzschleifen, durch Erfassung und Auswertung erster Berührungen zwischen Werkzeug und Werkstück.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Es sind verschiedene Einmittverfahren bekannt, die jeweils das Positionieren von Schleifscheibe und Zahnrad so zueinander vornehmen, daß bei der Bearbeitung von beiden Zahnflanken im Idealfall jeweils gleichviel Material abgetragen wird. Aus DO 0153196 ist bereits eine Positioniereinrichtung für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen bekannt, die das Einrichten des Schleifkörper bezüglich einer Zahnlücke des Zahnrades vornimmt. Die Berührung wird mittels optischem oder akustischem Sensor signalisiert bzw. von dem Bediener wahrgenommen, der daraufhin einen Taster betätigt. Die erreichte Position des Zustellantriebes wird in einem Rechner gespeichert. Daran schließt sich der gleiche Vorgang für die zweite Zahnflanke an. Aus den beiden gespeicherten Berührungspositionen wird eine mittlere Position errechnet, die als Ausgangsposition des Schleifkörpers für das nachfolgende Zahnflankenschleifen verwendbar ist. Nachteil der vorgeschlagenen Lösung Ist, daß dem Bediener das Einlücken nur erleichtert wird. Die Lösung eignet sich nicht zur Steuerung des Einmittvorganges bei automatischer Fertigung.

Eine Positioniereinrichtung für Schleifkörper und Zahnrad an Zahnflankenschleifmaschinen nach DE 3107869 bewertet die Berührung von Schleifkörper und Zahnrad und das Spiel an der Gewindespindelaxiallagerung. Aus den Informationen ist das Ankratzen an der rächten Zahnflanke und der linken Zahnflanke ableitbar. Nachi.:il dieser Lösung ist, daß nur mechanisch gesteuerte Antriebseinheiten überwachbar sind.

In DD 247796 wird vorgeschlagen, das Einrichten eines zahnradförmigen Werkstückes durch Überwachen der Leistungsaufnahme der Antriebsmotor zu steuern. Aus der Leistungsaufnahme wird auf das Anfunken an der rechten oder linken Zahnflanke geschlossen. Diese vorgecchlagene Steueranordnung verlangt als Antriebe generell Elektromotoren. Die Auswertung der Leistungsaufnahme besitzt Grenzen bei der Auflösung der Signale. Speziell bei der Bearbeitung kleiner Module ist die Lösung nicht anwendbar. Auch bei geringem Aufmaß an Zahnrädern großer Module ist die Einrichtung nicht sensibel genug.

Weiterhin Ist eine Vorrichtung zum Enspuren nach DD 226728 bekannt, die eine Zahnlücke in Meßstellung gegenüber ein6rn Meßfühler positioniert. Ein auf einem Hebel befindlicher Einspurzati.-, oewirkt eine Verdrehung des Werkstückes, tin Meßfühler ist zwischen Drehpunkt des Hebels und dem Einspurzahn angeordnet, '.· <obei der Abstand von der Wirkungsflanke des Einspu: ahns zu einer Meßflanke des Meßfühlers durch die Stirnteilung aer Werkstückverzahnung ganzzahlig sein muß. Nachteile dieser Lösung bestehen darin, daß die Abtastung mechanisch durchgeführt wird und daß Meßrad verschleißt, die Einrichtung nur für eine Serienfertigung einsetzbar sind und weiterhin den Arbeitsraum der Maschine einschränken. Für große Module sind sio unzweckmäßig.

Ziel der Erfindung 1st die Realisierung des automatischen Einmittprozesses beim Wälzschleifen, die nur eine einfache und unkomplizierte Signalaufbereitung erfordert, den Hilfszeitanteil herabsetzt und so den bedienerarmen Betrieb ermöglicht.

Darlegung de* Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einfacher elektronischer Bauelemente und bekannter Schaltungen sowie einer Wegmeßeinrichtung durch Auswertung von Weginformationen und nur einer zusätzlichen Meßgröße den Einmittvorgang beim Wälzschleifen zu steuern. Dabei sind Steuerungsfunktionen aus einer Meßgröße und deren Zuordnung zur Werkzeugposition abzuleiten. Der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine soll keine Einschränkungen erfahren. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, indem die Berührung von Schleifkörper und Zahnrad mittels Sensor, vorzugsweise Körperschallsensor registriert wird, die Berührungsposition einer Wegmeßeinrichtung zur Verfugung gestellt wird und die Verschiebung des Schleifkörpers gegenüber dem Zahnrad durch folgenden Verfahrensablauf realisiert wird:

- Radiales Annähern von Schleifkörper und Zahnrad bis eine erste Berührung stattfindet,

- radiales Zurücksetzen der Körper voneinander um einen definierten Betrag,

- Anfunken einer Zahnflanke durch tangentiale Verschiebung des Schleifkörpers bzw. der. Zahnrades oder durch Drehung des Werkstückes um seine Achse,

- Bestimmung rechte oder linke Zahnflanke aus der Bewegungsrichtung und Position registrieren.

- Anfunken an der gegenüberliegenden Zahnflanke durch realisieren einer Bewegung im entgegengesetzten Richtungssinn,

- Registrieren der Position und mitteln des Verfahrweges,

- der VerfahrwegAwinkel darf nicht wesentlich den Betrag der Hälfte der Teiiung bei tangential Verschiebung bzw. des Teilungswinkels bsi Lrehung des Werkstückes übersteigen, ansonsten ist die Bewegungsrichtung zu unterbrechen und eine radiale Bewegung der Körper zueinander einzuleiten, bis eine weitere Berührung stattfindet, die als erste Berührung zu werten ist und der Einlückvorgang ist neu zu beginnen.

- Der Schleifkörper wird in die Mitte der Zahnlücke gefahren,

- eine radiale Zustellung erfolgt, bis der Schleifkörper erneut ankratzt,

- aus den Positionen Berührung rechte Zahnflanke, linke Zahnflanke und Zahngrund ist die erforderliche Stellung Zahnrad, Schleifscheibe ableitbar.

Für die Realisierung der Schritte findet eine komplexe Bewertung der Signale des Berührungssensors und des Wegmeßsystems statt. Aus den Berührung*- und Weginformationen ist die Steuerung bzw. eine zusätzliche Rochnereinheit ir. der Lage, sich die optimalen Einstellwerte für den Schleifvorgang zu bestimmen. Hierzu ist häufig ein mehrmaliges Einmitten in verschiedene Zahnlücken nötig. Für die automatische Fertigung ist eine sensorgeführte Einlückeinrichtung entscheidende Voraussetzung.

Ausführungsbeispiel

Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Algorithmus Einmittvorgang - einfache Variante Fig. 2: Algorithmus Einmittvorgang - erweiterte Variante

Folgende Voraussetzungen zur Realisierung nachfolgender Verfahrensschritte sind notwendig:

- Sensor zur Registrierung des Ankratzens der Schleifscheibe am Zahnrad

- Wegmeßeinrichtung für das Festhalten der Berührungsposition, der Bewegungsrichtungen und des Richtungssinns

- Auswerte- und Bewerteeinheit zur Bewegungsführ'jng und zur Positionsbewertung.

Zur Senslerung des Ankratzens wird ein Körperschallsensor mit entsprechend bekannter Auswerteschaltung und als Wegmeßeinreichtung die Wegsteuerung der Maschine eingesetzt. Zur Bewegungsführung und zur Positionsbewortung wird die interne Maschinensteuerung verwendet. Der Schleifkörper 1 und/oder das Zahnrad 2 werden radial angenähert bis es zur ersten Berührung ^₁ zwischen den Körpern

komm'.. Durch radiales Zurücksetzen der Körper voneinander um einen definierten Betrag gelangt der Schleifkörper 1 außereingriff. Jetzt erfolgt das Anfunken an einer Zahnflanke am Punkt h,. Hierzu wird der Schleifkörper 1 tangential verschoben bzw.das Zahnrad tangential verschoben oder um seine Achse gedreht (Fig. 1). Jetzt wird eine Bewegung im entgegengesetzten

Richtungssinn realisiert, bis es zum Anfunken an der gegenüberliegenden Zahnflanke Ci kommt. Aus den Berührungen b| und C|

wird die Zahnlückenmittn errechnet. Durch tangentiale Verschiebung des Schleifkörpers 1 bzw. durch tangontiale Vorschiebungoder Drehung des Zahnrades 2 wird der Schleifkörper in die Zahnlückenmitto gefahren. Nach einer weiteren radialen

Annäherung von Schleifkörper 1 und Za'.irad 2 berührt der Schleifkörper 1 den Zahngrund im Punkt d,.

Claims

1. Verfahren zum Positionieren von Schleifkörper und Zahnrad beim Zahnflankensc'ileifen, unter Verwendung einfacher elektronischer Bauelemente und bekannter Schaltungen sowie einer Wegmeßeinrichtung, indem die Berührung von Schleifkörper und Zahnrad mittels Sensor, vorzugsweise Körperschallsensor, registriert wird, die Berührungsposition einer Wegmeßeinrichtung zur Verfügung gestellt wird, die Verschiebung und Verdrehung des Zahnrades gegenüber dem Schleifkörper bzw. die Verschiebung des Schleifkörpers gegenüber dem Zahnrad na*ch einem speziellen Algorithmus erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper (1) zunächst radial dem Zahnrad (2) angenähert wird, bis die erste Berührung stattfindet, der Schleifkörper (¹J) wird dann radial um einen definierten Betrag zurückgesetzt und wird jetzt tangential in jeweils einor angegebenen Richtung (rechts oder links) bis zur zweiten Berührung mit dem Zahnrad (2) verschoben und die Berührungsposition wird vom Wegmeßsystem registriert, danach erfolgt die Verschiebung der Körper (1,2) tangential zueinander bis der Schleifkörper (1) die gegenüberliegende Zahnflanke ankratzt, aus den zur Verfügung stehenden Weginformationen wird der Schleifkörper (1) in Zahnflankenmitte positioniert und radial verfahren, bis der Schleifkörper (1) auf den Zahngrund (d) aufsetzt, aus den Weginformationen- Berührung rechte Zahnflanke (c), linke Zahnflanke (b) und Zahngrund (d) werden die Einstellwerte für die Werkzeugposition abgeleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Berührung zwischen Schleifkörper (1) und Zahnrad (2) nach einem Verfahrweg von etwi^% der Hälfte der Teilung (p/2) des Zahnrades (2) zu erfolgen hat, ansonsten erfolgt erneut eine radiale Zustellung und die Berührung der Körper (1,2) wird als erste Berührung gewertet.