Die Erfindung betrifft eine Maschine zum Bearbeiten von Werk¬ stücken mit Schneidzähnen, insbesondere von Sägeblättern, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Maschine ist bekannt aus dem von der Anmelderin im Oktober 1995 veröffentlichten Prospekt "VOLLMER CHD Die Auto¬ maten zum Schleifen der kompletten Zahngeometrie hartmetallbe- stückter Kreissägeblätter in einer Einstellung". Zwar ist diese bekannte Maschine speziell zum Schleifen der Zähne von Kreis¬ sägeblättern vorgesehen, doch eignen sich Maschinen mit den Oberbegriffmerkmalen des Anspruchs 1 grundsätzlich auch zum Bearbeiten von Band- und Gattersägeblättern sowie Fräsern und dergleichen, und die Bearbeitung kann auch durch Elektroerosion mittels einer oder mehrerer rotierender Erodierscheiben statt¬ finden. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Schleifen der Zähne von Kreissägeblättern beschränkt.

Unabhängig von der allgemeinen Form und vom Verwendungszweck der zu bearbeitenden Werkstücke sind deren Schneidzähne im all¬ gemeinen so hart, daß das bearbeitende, rotationssymmetrische und drehantreibbare Werkzeug, sei es von einer oder mehreren Schleifscheiben oder Erodierscheiben gebildet, möglicherweise schon während der Bearbeitung eines Werkstücks oder sogar eines einzigen Zahns so stark verschleißt, daß Maßänderungen des Werk¬ zeugs bei der weiteren Bearbeitung des Werkstücks berücksichtigt werden müssen. Zu diesem Zweck müssen bisher zeitraubende Mes¬ sungen am Werkzeug durchgeführt werden. Auch am Werkstück muß vor dessen Bearbeitung meist ein Ausgangsmaß festgestellt werden, um das Werkstück für die Bearbeitung richtig positionieren zu können. Beispielsweise muß bei Kreissägen deren Durchmesser vor

der Bearbeitung gemessen werden. Schließlich muß bei Maschinen der genannten Gattung beachtet werden, daß der zur Vorschubein-

richtung gehörige Vorschubfinger durch seine intermittierende Einwirkung auf jeweils einen Schneidzahn allmählich abgeplattet wird, so daß eine Korrektur erforderlich ist, um sicherzustellen, daß sämtliche Schneidzähne mindestens eines und desselben Werk¬ stücks vom Vorschubfinger mit hoher Genauigkeit in die vorge¬ sehene Bearbeitungsstellung geschoben werden. Die vorgesehene Bearbeitungsstellung ist bei einer Maschine der genannten Gat¬ tung im allgemeinen diejenige, in der die Spitze des zu bear¬ beitenden Schneidzahns auf der als Schwenkachse definierten Achse liegt. Unter Zahnspitze ist im allgemeinen, und so auch hier, eine scharfe Kante zu verstehen, die von einer Zahnbrust und einem auch Freifläche genannten Zahnrücken gebildet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Durchführung der genannten Meß- und Korrekturvorgänge zu ermög¬ lichen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen mit weiteren Einzelheiten erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Maschine von vorne,

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, Fig. 3 die zugehörige Draufsicht gemäß Pfeil III in Fig. 2, Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 in einer ersten Phase eines Betriebszyklus der Maschine, Fig. 5 bis 10 entsprechende Ausschnitte in weiteren Phasen eines Betriebszyklus, Fig. 11 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 3, jedoch bei einer abgewandelten Werkzeugausstattung der Maschine, und Fig. 12 einen Ausschnitt ähnlich Fig.7, jedoch bei einer weiter abgewandelten Werkzeugausstattung der Maschine.

Als Beispiel für ein auf der abgebildeten Maschine zu bearbei¬ tendes Werkstück 10 ist eine Kreissäge mit hartmetallbestückten Schneidzähnen 12 dargestellt, von denen jeder an seiner Zahn¬ brust 14 und an seinem Zahnrücken 16 zu schleifen ist, während seine Zahnspitze 18 eine vorbestimmte Stellung genau einhält.

Die abgebildete Maschine hat ein Maschinengestell 20, an dem ein langgestreckter Schwenkkörper 22 um eine im dargestellten Beispiel waagerechte Schwenkachse A schwenkeinstellbar gelagert ist. Die Schwenkachse A ist definiert als Schnittlinie einer senkrechten ersten Bezugsebene B und einer waagerechten zweiten Bezugsebene C. Längs des Schwenkkörpers 22 erstreckt sich eine Hubachse D, welche die Schwenkachse A unter einem rechten Winkel schneidet und die Bewegungsachse eines Hubschlittens 24 dar¬ stellt. Der Hubschlitten ist am Schwenkkörper 22 längs der Hub¬ achse D hin- und herbeweglich geführt und um die Hubachse D schwenkeinstellba . Längs einer Spindelachse E, welche die Hub¬ achse D rechtwinklig schneidet und sich in der abgebildeten Normalstellung unter einem rechten Winkel zur Schwenkachse A erstreckt, ist am Hubschlitten 24 ein Werkzeugschlitten 26 zu¬ stellbar geführt. Die Spindelachse E ist die Achse einer am Werkzeugschlitten 26 gelagerten, drehantreibbaren Werkzeugspin- del 28, an der sich ein Werkzeug 30 zum Bearbeiten des Werk¬ stücks 10 befestigen läßt.

Im dargestellten Beispiel ist das Werkzeug 30 eine Schleifschei- benkombination, die sich zusammensetzt aus einer tellerförmigen ersten Schleifscheibe 32 mit einer ebenen ringförmigen ersten Stirnfläche 34 und einer topfför igen zweiten Schleifscheibe 36 mit einer ebenfalls ebenen, ringförmigen zweiten Stirnfläche 38. Die beiden Schleifscheiben 32 und 36 sind gleichachsig zuein¬ ander, Rücken an Rücken, zusammengespannt, so daß die zweite Stirnfläche 38 von der ersten Stirnfläche 34 abgewandt ist. Die erste Schleifscheibe 32 hat einen größeren Durchmesser als die zweite Schleifscheibe 36 und ist dazu vorgesehen, mit der ersten Stirnfläche 34 die Zahnbrust 14 jeweils eines Schneidzahns 12 zu schleifen. Die im Durchmesser kleinere zweite Schleifscheibe

36 ist dazu bestimmt, mit der zweiten Stirnfläche 38 die Zahn¬ rücken 16 zu schleifen. Anstatt der abgebildeten Schleifschei- benkombination kann als Werkzeug 30 auch eine einzelne Schleif¬ scheibe oder Erodierscheibe oder eine Kombination zweier Ero¬ dierscheiben vorgesehen sein. Für den Fall, daß unter den zu bearbeitenden Schneidzähnen 12 solche sind, deren Zahnbrust 14 sich nicht, wie dargestellt, parallel zur Schwenkachse A er¬ streckt, wird der Werkzeugschlitten 26 entsprechend der Schräge der zu bearbeitenden Zahnbrust 14 um die Hubachse D geschwenkt.

An der Vorderseite des Maschinengestells 20 ist eine im darge¬ stellten Beispiel waagerechte Führung 40 angeordnet, die sich unter einem rechten Winkel zur Schwenkachse A erstreckt. Längs der Führung 40 ist ein Werkstückschlitten 42 verschiebbar, der eine Werkstückhalterung 44 trägt. Im dargestellten Beispiel mit einer Kreissäge als Werkstück 10 gehört zur Werkstückhalterung 44 ein Dorn, der eine zur Schwenkachse A parallele Drehachse F für das Werkstück 10 definiert; auf diesen Dorn wird das Werk¬ stück 10 zentrisch aufgesteckt. Der Werkstückschlitten 42 wird so eingestellt, daß der um die Drehachse F geschlagene Kreis, auf dem sämtliche Zahnspitzen 18 des Werkstücks 10 liegen, die Schwenkachse A schneidet. Somit läßt sich das Werkstück 10 schrittweise in Bearbeitungsstellungen drehen, in denen jeweils eine Zahnspitze 18 auf der Schwenkachse A liegt. Die zur Dreh¬ achse F normale, im dargestellten Beispiel also senkrechte Mittelebene G des Werkstücks 10 ist so angeordnet, daß sie die Hubachse D enthält. In dieser Stellung wird das Werkstück 10 zwischen zwei Klemmbacken 46 einer Klemmeinrichtung eingespannt. Die Zahnspitze 18 des zu bearbeitenden Schneidzahns 12 ist dabei in einem Punkt H angeordnet, in dem die Schwenkachse A die Mit¬ telebene G durchstößt.

Für die schrittweise stattfindende Vorschubbewegung, im darge¬ stellten Beispiel Drehbewegung, des Werkstücks 10 weist die

dargestellte Maschine eine Vorschubeinrichtung 50 mit einer Stange 52 auf, die längs einer Vorschubachse I CNC-gesteuert ausfahrbar ist und an ihrem Ende einen Vorschubkopf 54 trägt.

Am Vorschubkopf 54 ist parallel zur Schwenkachse A ein Quer¬ schlitten 56 verschiebbar geführt, der einen Vorschubfinger 58 trägt. Der Querschlitten 56 nimmt normalerweise eine Ruhestel¬ lung ein, in welcher der Vorschubfinger 58 abseits der Mittel¬ ebene G angeordnet ist; nur wenn eine Vorschubbewegung auszu¬ führen ist, wird der Querschlitten 56 parallel zur Schwenkachse A in eine Stellung bewegt, in welcher der Vorschubfinger 58 in die Zahnlücke vor dem nächsten zu bearbeitenden Schneidzahn 12 eintaucht und sodann durch Ausfahren der Stange 52 gegen die Zahnbrust 14 dieses Zahns drückt und sie in die beschriebene Stellung schiebt, in der die Zahnspitze 18 mit dem Punkt H übereinstimmt. Es ist ersichtlich, daß die Vorschubachse I nur näherungsweise an die Bewegungsbahn der Zahnbrust 14 angepaßt werden kann, die vom Vorschubfinger 58 vorgeschoben wird. Zwi¬ schen dieser Zahnbrust 14 und dem Vorschubfinger 58 findet so¬ mit eine Relativbewegung statt, die einen Verschleiß am Vor- schubfinger 58 bewirkt. Infolge dieses Verschleisses, wenn er nicht kompensiert wird, erreicht die Zahnspitze 18 den Punkt H nicht ganz, und dies wiederum hat zur Folge, daß die Zahnbrust 14 und der Zahnrücken 16 nicht mit der gewünschten Genauigkeit geschliffen werden können.

Soweit bisher beschrieben, ist die dargestellte Maschine von bekannter Bauart, beispielsweise gemäß dem eingangs genannten Prospekt der Anmelderin. Dazu gehört, daß die Maschine eine nicht dargestellte bekannte numerische Steuerung aufweist, mit der sämtliche erwähnten Bewegungen nach einem Programm steuerbar sind.

Die zum Erzielen der gewünschten Geometrie der Schneidzähne 12 wichtigsten Daten des Werkstücks 10, des Werkzeugs 30 und der Vorschubeinrichtung 50 lassen sich an der dargestellten Maschine mit einer Meßeinrichtung 60 ermitteln, die an die erwähnte Steu¬ erung angeschlossen ist. Zur Meßeinrichtung 60 gehört ein Me߬ schlitten 62, der längs der Schwenkachse A aus der in Fig. 3 mit vollen Linien gezeichneten Ruhestellung in die mit gestri¬ chelten Linien angedeutete Meßstellung verschiebbar ist. Am

Meßschlitten 62 ist ein Meßtaster 64 mittels eines Gelenks 66 in der Art eines Kugelgelenks derart gelagert, daß er um dieses Gelenk nach allen Seiten pendelnd ausgelenkt werden kann, wobei er Signale entsprechend der Richtung seiner Auslenkung an die Steuereinrichtung abgibt. Am Ende des Meßtasters 64 ist mit einem einfachen Befestigungsmittel 68, als Beispiel dargestellt ist eine Innensechskantschraube, ein Tastkörper 70 leicht aus¬ wechselbar, jedoch in genau reproduzierbarer Lagezuordnung zum Meßtaster 64, befestigt.

Der Tastkörper 70 besteht aus einem besonders harten Material wie Hartmetall oder polykristallinem Diamant, so daß er wenig verschleißanfällig ist. Er kann durch ein Abrichtwerkzeug für handelsübliche Erodierscheiben ersetzt werden, wenn solche als Werkzeug 30 verwendet werden. Am Tastkörper 70 sind vier Tast¬ flächen ausgebildet, nämlich eine erste Tastflache 72, die in einem kleinen Abstand parallel zur ersten Bezugsebene B, also senkrecht, angeordnet ist, eine zweite Tastfläche 74, die in der zweiten Bezugsebene C liegt, also mit der ersten Tastfläche 72 einen rechten Winkel einschließt, eine dritte Tastfläche 76, die mit der zweiten Tastfläche 74 einen Winkel von im darge¬ stellten Beispiel 75° einschließt und sich wie die erste und die zweite Tastfläche parallel zur Schwenkachse A erstreckt, sowie eine vierte Tastfläche 78, die eine freie Stirnfläche des Tastkörpers 70 bildet und sich normal zur Schwenkachse A, und somit auch rechtwinklig zur ersten bis dritten Tastfläche, er¬ streckt.

Im folgenden werden mehrere Möglichkeiten beschrieben, die Me߬ einrichtung 60 zu benutzen:

In vielen Fällen kann nicht vorausgesetzt werden, daß alle rele¬ vanten Daten des zu bearbeitenden Werkstücks 10 von vorneherein bekannt sind. Wenn das Werkstück 10 beispielsweise, wie darge¬ stellt, eine Kreissäge ist, und wenn diese gebraucht und schon mindestens einmal nachgeschärft worden ist, dann muß ihr Durch¬ messer gemessen werden, ehe sie auf der dargestellten Maschine

mit wünschenswerter Genauigkeit erneut nachgeschärft werden kann. Zu diesem Zweck wird das Werkstück 10 auf die Werkstück¬ halterung 40 aufgesteckt, während der Werkstückschlitten 42 seine von der Schwenkachse A entfernte Endstellung einnimmt. Sodann wird der Werkstückschlitten 42 numerisch gesteuert längs seiner Führung 40 vorgeschoben, bis eine Zahnspitze 18 in die Nähe des Punktes H gelangt ist. Sodann wird die Vorschubein- richtung 50 einmal betätigt, wobei ihr Vorschubfinger 58 die von der genannten Zahnspitze 18 ausgehende Zahnbrust 14 in eine Stellung schiebt, in der diese Zahnspitze einigermaßen genau in der waagerechten zweiten Bezugsebene C liegt. Dieser Vorgang des vorläufigen Positionierens kann entfallen, wenn auf andere Weise für eine entsprechende Vorpositionierung gesorgt worden ist, beispielsweise durch manuelles Anlegen der genannten Zahn¬ brust 14 an einen Anschlag oder durch Verwendung eines Roboters, der das Werkstück 10 der abgebildeten Maschine vorpositioniert zuführt.

Anschließend wird der Meßschlitten 62 ausgefahren, so daß der Tastkörper 70 seine Meßstellung in der Mittelebene G einnimmt, und dann wird der Werkstückschlitten 42 im Schleichgang weiter vorwärts bewegt, bis die genannte Zahnspitze 14 gegen die senk¬ rechte erste Tastfläche 72 des Tastkörpers 70 stößt. Sobald dies geschehen ist, gibt die Meßeinrichtung 60 ein Signal ab, aufgrund dessen die Steuereinrichtung den Durchmesser des im dargestellten Beispiel als Werkstück 10 eingesetzten Sägeblattes errechnen kann, da ihr die Position des Werkstückschlittens 42, und somit auch der Drehachse F, bekannt ist. Die Kenntnis des Durchmessers ermöglicht in vielen Fällen, bei geeigneter Typi¬ sierung, eindeutige Rückschlüsse auf weitere Daten des Werk¬ stücks 10, beispielsweise seiner Zahnteilung. Der Meßschlitten 62 kehrt nun in seine Ruhestellung zurück.

Um das Werkstück 10 endgültig zu positionieren, wird der Werk¬ stückschlitten 42 schließlich um eine Strecke zurückbewegt, die mit dem vorbekannten Abstand der ersten Tastfläche 72 des nicht

ausgelenkten Tastkörpers 70 von der senkrechten ersten Bezugs¬ ebene B übereinstimmt. Die Zahnbrust 14 des ersten zu bearbei¬ tenden Schneidzahns 12 steht dann im Punkt H auf der Schwenk¬ achse A. In dieser Stellung wird die Klemmeinrichtung 48 ge¬ schlossen, so daß das Werkstück 10 sich nicht mehr unbeabsich¬ tigt bewegen kann. Anschließend wird der positionierte Schneid¬ zahn 12 vom Werkzeug 30 geschliffen, beispielsweise zunächst von der ersten Stirnfläche 34 an der Zahnbrust 14 und später von der zweiten Stirnfläche 38 am Zahnrücken 16.

Wenn nach der Bearbeitung einer mehr oder weniger großen Anzahl Schneidzähne 12 damit zu rechnen ist, daß der Vorschubfinger 58 einen Verschleiß erlitten hat, der beginnen könnte, die Genauig¬ keit der Positionierung der einzelnen Schneidzähne 12 zu beein¬ trächtigen, dann ist es Zeit, die Vorschubeinrichtung 50 nach¬ zumessen. Deshalb wird nach der Bearbeitung einer vorbestimmten Anzahl Schneidzähne 12 der Meßschlitten 62 automatisch in seine Meßstellung gebracht und die Vorschubeinrichtung 50 wird ausge¬ fahren, so daß der Vorschubfinger 58 gemäß Fig. 5 gegen die waagerechte zweite Tastfläche 74 des Tastkörpers 70 stößt, wobei die Meßeinrichtung 60 ein Signal an die Steuerung abgibt. Diese bewirkt nun eine Stellungskorrektur der Vorschubeinrichtung 50, wodurch der am Vorschubfinger 58 eingetretene Verschleiß kompen¬ siert wird. Daraufhin kehrt der Meßschlitten 62 in seine Ruhe¬ stellung zurück und die Bearbeitung des Werkstücks 10 kann fort¬ gesetzt werden.

Auch am Werkzeug 30 werden verschleißbedingte Veränderungen in vorgegebenen Intervallen gemessen und kompensiert. Bezüglich der ersten Stirnfläche 34 geschieht dies gemäß Fig. 6 und 7, indem der Hubschlitten 24 programmgesteuert in eine Schwenkstellung gebracht wird, in der diese Stirnfläche 34 waagerecht, also pa¬ rallel zur zweiten Tastfläche 74 des Tastkörpers 70 angeordnet

ist. Sodann wird der Werkzeugschlitten 26 soweit zugestellt, bis die erste Stirnfläche 34 des Werkzeugs 30 die zweite Tast¬ fläche 74 des Tastkörpers 70 berührt und dadurch ein Signal der

Meßeinrichtung 60 auslöst, das die erforderliche Korrektur der Stellung bewirkt, die der Werkzeugschlitten 26 beim Schleifen der nächsten Zahnbrust 14 einnimmt.

Da auch der wirksame Durchmesser der tellerförmigen Schleif¬ scheibe 32 durch Verschleiß abnimmt, kann auch er in vorbe¬ stimmten Intervallen automatisch gemessen werden, indem der Schwenkkörper 22 in eine Stellung gebracht wird, in der sich die erste Stirnfläche 34 des Werkzeugs 30 normal zur dritten Tastfläche 76 des Tastkörpers erstreckt. Sodann wird die Werk¬ zeugspindel 28 mittels eines dem Werkzeugschlitten 26 in übli¬ cher Weise zugeordneten Querschlittens im Sinne des Doppel¬ pfeils in Fig. 8 quer zur Spindelachse E zugestellt, bis der äußere Rand der ersten Schleifscheibe 32 gegen die dritte Tast¬ fläche 76 des Tastkörpers 70 stößt, wodurch wiederum ein Kor¬ rektursignal ausgelöst wird.

In entsprechender Weise lassen sich gemäß Fig. 9 und 10 die Lage der zweiten Stirnfläche 38 bzw. der Durchmesser der zweiten Schleifscheibe 36 bestimmen und entsprechende Korrek¬ turen durchführen.

Gemäß Fig. 11 hat das Werkzeug 30 neben seiner unveränderten topfför igen zweiten Schleifscheibe 36 eine kleinere und dünne erste Schleifscheibe 32, die dazu bestimmt ist, in jeden Schneid¬ zahn 12, ausgehend von seinem Zahnrücken 16, eine in der Mittel¬ ebene G liegende Spanbrechernut einzuarbeiten. Der Durchmesser dieser abgewandelten ersten Schleifscheibe 32 nimmt verschlei߬ bedingt verhältnismäßig schnell ab und muß deshalb in entspre¬ chend kurzen vorgegebenen Intervallen gemessen werden. Dies geschieht gemäß Fig. 11, und auch daran schließt sich eine ent¬ sprechende Kompensation an.

Schließlich gibt es Schneidzähne 12, deren Zahnbrust 14 mit einem Hohlschliff versehen wird; dies geschieht mit dem in Fig. 12 dargestellten abgewandelten Werkzeug 30, das ein

walzenförmiges Schleifwerkzeug sehr kleinen Durchmessers sein kann. Auch dieses Werkzeug 30 wird als Voraussetzung für eine entsprechende Stellungskorrektur in vorgegebenen Intervallen nachgemessen; dies geschieht gemäß Fig. 12, indem das Werkzeug 30 mit seiner Umfangsflache an die zweite Tastfläche 74 des Tastkörpers 70 angelegt und dadurch ein entsprechendes Korrek- tursignal ausgelöst wird.