CN101024271A - 具有电子数据载体的回转工具 - Google Patents

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Abstract

一种用于在机床上加工工件的旋转切削工具(2，14，16)，特别用于修整齿面磨床的磨削蜗杆，具有用于存储与工具使用有关的数据的电子数据载体。所述切削工具具有与工具主轴同心布置并具有超出平均存储容量的环形数据载体(7)。所述数据载体(7)在加工过程中随着工具(2，14，16)的转动以高传输速率和与数据载体(7)同心地布置在机器上的一个类似的环形的读/写头(10)交换与工具有关的数据。

Description

具有电子数据载体的回转工具
技术领域
本发明实质上涉及一种加工过程，特别是用于带齿工件磨削过程的自动化和最佳化，在所述过程中使用了复杂工具面(tool profile)的回转工具。回转工具的当前型线座标以及，如果需要，还有例如表征再磨削之间的切削性能和工具寿命性能的技术数据和工艺数据，对于在该过程中设置机器和最佳特定工具的使用来说是必不可少的。这要求比一般情况下在工具和机器之间有明显更大量的数据交换。当工具在正常切削条件例如以高工具速度旋转时以及当加入产品附加剂如润磨液时，也必须确保这种交换。
背景技术
人们知道，不仅在机床构造领域内，而且在其他许多部门中都已经实现给工具或其他对象提供存储其数据特征的数据载体并在下一工序前通过一个读出头访问这些数据。这项技术在机器构建中更进一步的应用领域是在工具例如加工设备中的工具设定和工具寿命数据的识别和传输。为此，一个数据芯片被装在工具的适当位置处，芯片的数据在工具使用之前通过一个固定在机器上的读出头读取，并被送到机床控制器。在各种情况下，在数据载体从机器中移出前，例如还记录有新的工具寿命值。然而，在加工过程中并没有实现数据传输，而是在一个保护位置中在工具静止状态下进行数据传输。由于工具或工具架上有限空间的情况，存储容量是有限的，但对于正常需求是足够的。
另一方面，DE10135531.9描述了一种在加工过程中有效地使用的读/写系统。在工具使用过程中不但存储的特定工具数据被读取，而且工具数据载体还记录有新的当前的与工具相关的机器控制数据。因为在工具上没有足够的空间来布置对于在这种情况下异乎寻常的大量数据来说是足够的数据载体，所述数据载体被容纳在一个壳体内，该壳体与工具分离且其数据传送区在工具使用过程中可释放地连接到机器上的数据传送区。这种方案的缺陷是数据载体没有牢固地连接到工具上，因此不得不在工具的整个使用中一直被松散地安装。
EP-B1-0132528公开了一种在数控加工装置上用于机械加工的工具或工具架，所述工具或工具架受控地连接到数据载体上，数据载体呈用于各种特定工具特征数据的EEPROM存储器的形式。存储器容纳在一个孔内的牢固地预先设定的相对旋转的位置处，因此在工作过程中不能被接近。
同样的方案也被应用到US-B1-6585628中的切削头，其永久存储器固定在切削头的凹槽内并可通过一个用手引导的探头来接近。
发明内容
因此本发明的一个目的是提出一种具有旋转切削工具的机床以及用于这样一种机床的切削工具，这种机床避免了已知机床和切削工具的缺陷并且与工具使用有关的数据不仅受控地连接到工具而且始终保持更新。
依照本发明，这个目的通过权利要求1和15中的全部特征整体来实现。
本发明的实质在于将切削工具连接到一个用于存储与工具使用有关的数据的电子数据载体上，以及提供用于机床上电子数据载体数据的非接触转入和/或转出的装置，所述装置允许在加工过程中当切削工具旋转时电子数据载体数据的转入和/或转出。
本发明的一个配置包括切削工具牢固地连接到工具固定器，以及电子数据载体连接到工具固定器上。
一个可选的配置包括电子数据载体直连接到于切削工具上。
电子数据载体最好是环形设计并与切削工具的旋转轴同心布置，电子数据载体具有一个环形的数据传送区，经由该环形的数据传送区数据在电子数据载体和转入和转出装置之间以非接触方式交换。
特别地，数据传送区被布置在电子数据载体的一个端面或者电子数据载体的一个外圆周侧上。
依照本发明的机床的另一个配置包括：用于电子数据载体数据的非接触转入和转出的装置被刚性地连接到机床上并被以这样的方式设计和布置，以便它们和与电子数据载体的数据传送区隙相对的数据传送区一起在其间以微小间隙定位。
用于电子数据载体数据的非接触转入和转出的装置最好包括读/写头，读/写头同样是环形设计，且读/写头与电子数据载体同轴布置并通过数据传送区之间的一个径向或轴向的传送间隙与电子数据载体隔开。
特别地，用于电子数据载体数据的非接触转入和转出的装置以感应的方式工作。
传送间隙的宽度最好小于1mm。
依照本发明的机床的另外一种配置包括通过用于电子数据载体数据的传入和传出的装置为电子数据载体以非接触的方式供给电能。
为了容纳工具，提供由工具主轴外壳围绕的工具主轴，而电子数据载体布置在朝向工具主轴外壳的工具端面上。
依照本发明的另一个配置，在电子数据载体和用于电子数据载体数据的转入和转出的装置之间传递的数据包括以下特定工具信息项中的至少一项：
-工具几何形状数据
-工具涂层特性数据
-工具寿命数据
-工具使用技术数据
-工具在先使用的技术数据。
依照本发明的切削工具的一个优选配置包括切削工具被牢固地连接到一个工具固定器上，而电子数据载体连接到工具固定器上。
如果切削工具被牢固地连接到工具固定器上而电子数据载体连接到工具固定器上，那么如果触发装置，特别是呈开关形式的触发装置，以这样一种方式布置在切削工具的工具固定器上时是有利的，以便当切削工具与工具固定器脱开时，电子数据载体的数据被自动擦除。
然而，电子数据载体也可以直接连接到切削工具上。
特别地，电子数据载体是环形设计并与切削工具的旋转轴同心布置，电子数据载体具有环形的数据传送区，经由所述环形的数据传送区数据在电子数据载体和转入和转出装置之间以非接触的方式特别是以感应的方式进行交换。
切削工具最好是一种用于制造齿轮的工具，特别是一种金刚石修整辊子、一种金刚石修整齿轮或一种磨削蜗杆。
附图说明
本发明将参考三个优选实施例变体在下面做更详细的解释，这些实施例变体示出在所附的图中，其中：
图1示出了一个夹持在工具主轴上的圆盘形修整工具的示意图，
图2示出了一个夹持在工具主轴上的齿轮形修整工具的示意图，而
图3示出了一个夹持在用于齿轮磨削的磨削主轴上的磨削蜗杆的示意图。
具体实施方式
在图1所示的本发明第一实施例变体中，工具由一个双片金刚石修整辊子2组成。该双片金刚石修整辊子2布置在一个用于齿轮磨削的修整磨削轮的夹盘1上，并通过一个夹持元件3可释放地连接到一个工具主轴4上。工具主轴4可旋转地安装在工具主轴外壳5上，所述外壳5布置在齿轮磨床上。
用于磨削轮修整和在特定情形下用于圆柱形磨削蜗杆修整的成形辊子的几何形状由例如金刚石修整辊2的直径，修整辊子的辊型相对于磨床的轴向布置，和实际的修整辊子的辊型这样的数据来描述。
决定切削性能或再磨削之间的工具寿命性能的修整辊子的技术参数基本上由修整辊子的磨削空间量的特性、材料特性、修整过程中特定的金属切削率，和全部在先修整作业过程中所完全覆盖的切削路径所描述。这些随着每次新的修整作业而更新的数据允许对修整作业进行特定的精确最佳控制，倘若它们能够被送到机器控制器并能由智能软件处理。
为此，一个环形数据载体7与工具的旋转轴6同心地布置在工具2上。所述数据载体7集成在工具外轮廓内，并具有一个端面传送区8。类似的环形的读/写头10的类似的端面传送区9与端面传送区8轴向偏移一个小于2mm的间隙。环形读/写头10与工具2的旋转轴线6同心布置，连接到机床控制器上并牢固地连接到工具旋转轴外壳5上。数据载体7与机器之间的数据交换在修整过程中随着工具2在工作状态下旋转，经由数据载体7与读/写头10之间的数据传送间隙11以非接触感应或电容的方式实现。在这种情况下，更新的数据并行地或顺序地一例如在一个修整作业或一次修整行程完成后一通过机器控制器经由读/写头10向工具2的数据载体7传递并存储在该处。这确保了位于工具侧的数据载体7内的数据始终是最新的。
在图2所示的本发明第二个实施例变体中，工具由一个夹持在一根主轴12的适当位置处的一个金刚石修整齿轮(dressing gear)14组成，修整齿轮14用于对齿轮磨削的磨削蜗杆的修整。主轴12可旋转地安装在机器上。
这里，与第一实施例变体中一样，一个用于金刚石修整齿轮14特定工具数据的环形数据载体7与工具的旋转轴线6同心地布置在工具上。所述数据载体7集成在工具外轮廓内，并具有一个端面传送区8。布置在传送区8上方的一类似的环形读/写头10由一夹具13牢固地连接到机器上，并通过传送间隙11与数据载体7隔开。
在图3所示的第三实施例变体中，工具是夹持在磨削蜗杆突缘15上适当位置处用于齿轮磨削的磨削蜗杆16。磨削蜗杆突缘15可释放地连接到磨削主轴头17上。依照本发明，在磨削蜗杆的情形中，数据传输载体7，在此情况下同样是环形并在此处具有一个周向的数据传送区8，并因实用的原因被布置在磨轮突缘上而不是布置在迅速磨损的磨削蜗杆上，因此磨削蜗杆的花费不受工具和机器之间的数据交换的影响。读/写头10在数据传输载体7的整个圆周上方或其部分上方以一个传递间距围绕着数据载体7。
为描述磨削轮尤其是用于连续齿轮滚磨法(generation geargrinding)的磨削蜗杆的几何形状，其中关于磨削蜗杆的实际直径、可能修正的实际模数(module)、起动的次数和实际外形几何尺寸以及最后一次修整作业获得的蜗杆螺纹的总修整长度的数据是必不可少的。在磨削蜗杆的整个工具寿命内，这些数据在使用过程中连续更新并在磨削蜗杆的数据载体7上始终可以获得。
上文所引用的特征充分且特别地描述了磨削蜗杆的实际几何尺寸，倘若在最后的修整作业过程中夹持在适当位置的磨削蜗杆仍被夹持在安装突缘的适当位置上并且一直没有被更换。当磨削蜗杆被更换，这些数据是无效的并不得被错误地用于下一次修整作业，以免在磨削工具和修整工具之间产生碰撞。为此，必须小心地确保在更换磨削蜗杆时存储的磨削蜗杆数据被擦除。依据本发明，当更换在磨削轮突缘15上的磨削轮时，为了擦除存储的与工具有关的数据，采用至少一个夹环18夹紧螺钉21或罩自身来触动一个开关19，当螺钉21或罩18释放时，打开开关19触发数据载体7上数据的清除。因此，在刚刚夹持就位的磨削蜗杆第一次修整过程中没有可用的实用数据，而修整过程必须根据存在在机器控制器内的预定数据操作，但预定数据也可以包含对在先修整作业的任何修正，这些修正被编入机器数据中。
标记列表
1   夹盘
2   金刚石修整辊子
3   夹持元件
4   工具主轴
5   工具主轴外壳
6   工具主轴线
7   数据载体
8   数据载体的传送区
9   读/写头的传送区
10  读/写头
11  数据传送间隙
12  轴
13  夹具
14  金刚石修整齿轮
15  磨削蜗杆突缘
16  磨削蜗杆
17  磨削主轴头
18  夹环
19  开关
20  夹具
21  夹紧螺钉。

Claims (21)

1.一种具有旋转切削工具(2，14，16)的机床，用于加工保持在机床上的工件，切削工具(2，14，16)连接到用于存储与工具使用有关的数据的电子数据载体(7)上，其中在机床上设置用于电子数据载体(7)数据的非接触转入和/或转出的装置(10)，所述装置允许在加工过程中当切削工具(2，14，16)旋转时电子数据载体的数据的转入和/或转出。
2.如权利要求1所述的机床，其中切削工具(16)牢固地连接到工具固定器(15)上，而其中电子数据载体(7)连接在工具固定器(15)上。
3.如权利要求1所述的机床，其中电子数据载体(7)直接连接在切削工具(2、14)上。
4.如权利要求1至3其中之一项所述的机床，其中电子数据载体(7)为环形设计并与切削工具(2，14，16)的旋转轴(6)同心地布置，电子数据载体(7)具有环形数据传送区(8)，经由所述环形数据传送区(8)数据以非接触方式在电子数据载体(7)和转入和转出装置(10)之间交换。
5.如权利要求4所述的机床，其中数据传送区(8)布置在电子数据载体(7)的端面上。
6.如权利要求4所述的机床，其中数据传送区(8)布置在电子数据载体(7)的外圆周侧上。
7.如权利要求4至6其中之一项所述的机床，其中用于电子数据载体(7)数据的非接触转入和转出的装置(10)刚性地连接到机床上并被以这样的方式设计和布置，以使它们定位成在电子数据载体(7)的数据传送区(8)和与之相对的数据传送区(9)之间以微小间隙定位。
8.如权利要求7所述的机床，其中用于电子数据载体(7)数据的非接触转入和转出的装置包括读/写头(10)，读/写头(10)同样是环形设计，读/写头(10)与电子数据载体(7)同轴布置并通过数据传送区(8，9)之间的径向或轴向的传送间隙(11)与电子数据载体(7)隔开。
9.如权利要求8所述的机床，其中用于电子数据载体(7)数据的非接触转入和转出的装置以感应的方式工作。
10.如权利要求8或9所述的机床，其中传送间隙(11)的宽度小于1mm。
11.如权利要求1至10其中之一项所述的机床，其中通过用于电子数据载体(7)数据的转入和转出的装置(10)，为电子数据载体(7)以非接触的方式提供电能。
12.如权利要求3所述的机床，其中，为了容纳工具(2)，提供由工具主轴外壳(5)围绕的工具主轴(4)，电子数据载体(7)布置在朝向工具主轴外壳(5)的工具(2)端面上。
13.如权利要求1至12其中之一项所述的机床，其中在电子数据载体(7)和用于电子数据载体(7)数据的转入和转出的装置(10)之间传递的数据包括下列特定工具信息项中的至少一项：
-工具几何形状数据
-工具涂层特性数据
-工具寿命数据
-工具使用技术数据
-工具在先使用的技术数据。
14.如权利要求2所述的机床，其中触发装置，特别是呈开关(19)形式的触发装置，以这样一种方式布置在切削工具(16)的工具固定器(15)上，以便当切削工具(16)与工具固定器(15)脱开时，电子数据载体(7)的数据被自动擦除。
15.一种用于权利要求1所述机床的切削工具(2，14，16)，其连接到用于存储与工具使用有关的数据的电子数据载体(7)上，电子数据载体(7)被设计成用于在加工过程中当切削工具(2，14，16)旋转时数据的非接触转入和转出。
16.如权利要求15所述的切削工具，其中切削工具被牢固地连接到工具固定器(15)上，电子数据载体(7)连接到工具固定器(15)上。
17.如权利要求15所述的切削工具，其中电子数据载体(7)直接连接到切削工具(2、14)上。
18.如权利要求15至17其中之一项所述的切削工具，其中电子数据载体(7)为环形设计，并与切削工具(2，14，16)的旋转轴(6)同心布置，电子数据载体(7)具有环形数据传送区(8)，经由所述环形数据传送区(8)数据在电子数据载体(7)和转入和转出装置(10)之间以非接触方式特别是以感应方式交换。
19.如权利要求18所述的切削工具，其中数据传送区(8)布置在电子数据载体(7)的端面上。
20.如权利要求18所述的切削工具，其中数据传送区(8)布置在电子数据载体(7)的外圆周侧上。
21.如权利要求15至20其中之一项所述的切削工具，其中切削工具(2，14，16)是用于制造齿轮的工具，特别是金刚石修整辊子(2)，金刚石修整齿轮(14)或磨削蜗杆。
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