Qualität von CBN-Schleifscheiben schnell und objektiv bestimmen

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HBS Welding Systems GmbH

MaSuB GmbH - Maschinen für die Schweißnahtvorbereitung und Blechbearbeitung

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Institut für Werkzeugforschung u. Werkstoffe (IFW)

GFE - Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung Schmalkalden e.V.

Bei der galvanischen Bindung werden die Schleifkörner mittels Elektrolyse beispielsweise auf eine elektrisch leitende Scheibe durch Ni- oder Cr-Niederschlag eingebettet (Bild 1). Dieser Fertigungsprozess trägt in sich stochastischen Charakter, der sich dementsprechend auch auf die zu prüfenden Qualitätsmerkmale auswirkt. Zur Charakterisierung der Schleifbeläge wird eine Vielzahl verschiedenster Prüfmerkmale genutzt.

Zu den wichtigsten Merkmalen gehören die Bindungshärte, die Korngröße und die Kornkonzentration. Darüber hinaus werden auch die statische Schneidenzahl, die kinematische Schneidenzahl und der kinematische Schneidenabstand für die Bewertung der Werkzeugoberfläche genutzt. Die beiden letztgenannten Größen beziehen bereits die Dynamik des Prozesseinsatzes mit ein und sind mit dem gegenwärtig bekannten Stand der Technik nur mit hohem messtechnischen Aufwand erfassbar.

Materialtraganteil ist wichtiges Prüfmerkmal für Schleifwerkzeuge

Ein weiteres wichtiges Prüfmerkmal zur Qualitätsbeurteilung von Schleifwerkzeugen für den Bearbeitungsprozess ist der sogenannte Materialtraganteil beziehungsweise die Materialanteilkurve (Abbot-Kurve), wie Bild 2 (siehe Bildergalerie) zeigt. Der Materialtraganteil an einem bestimmten Höhenwert bezeichnet dabei den prozentualen Anteil der Schleifwerkzeugoberfläche, der bei einem Schnitt des 3D-Profils in der Höhe unterhalb dieser Höhe liegt.

Dieser Parameter ist von besonderer Bedeutung für die Beurteilung und Bewertung des Einsatzverhaltens von Schleifwerkzeugen in Abhängigkeit von der konkreten Bearbeitungsaufgabe. Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde in Zusammenarbeit der beiden Forschungsstellen FGW Remscheid e.V. und GFE Schmalkalden e.V. sowie unter Beteiligung eines projektbegleitenden Ausschusses eine berührungslos arbeitende messtechnische Methode zur Bestimmung des Materialtraganteils entwickelt. Zur Validierung der entwickelten Methode erfolgten Korrelationsuntersuchungen zwischen den erzielten Mess- und den Bearbeitungsergebnissen von galvanisch belegten Schleifwerkzeugen im Einsatz.

Bildverarbeitungsverfahren zur Schleifwerkzeug-Prüfung entwickelt

Im ersten Schritt wurde die Entwicklung von Bildverarbeitungsverfahren und Bildaufnahmestrategien sowie der Konzeption, Konstruktion und Fertigung eines Versuchsstandes basierend auf der Kombination von Stereo- und konfokaler Mikroskopie zur automatischen und objektiven Bestimmung des Materialtraganteils an Schleifwerkzeugen durchgeführt. Aufgrund der Definition des Materialtraganteils ist dieses Prüfmerkmal vorrangig berührungslos anhand einer optoelektronischen 3D-Erfassung zu ermitteln.

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