DD213146A1 - FORCE MEASURING DEVICE IN STAIN-BREAKING COMPONENTS, ESPECIALLY TURNING SCISSORS - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftmesseinrichtung an stabfoermigen Bauteilen, insbesondere Drehmeisseln, vorzugsweise zur Steuerung und Ueberwachung des Bearbeitungsprozesses. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die auf dem Prinzip der Messung der elastischen Verformung beruhende Messeinrichtung eine ausserhalb des Kraftflusses liegende Stange innerhalb bzw. ausserhalb des stabfoermigen Bauteiles zur Messwertgewinnung ausnutzt. Damit ist d. Erfassung von mindestens zwei Kraftkomponenten waehrend des Spannungsprozesses an Werkzeugmaschinen moeglich, so dass die Messeinrichtung insbesondere fuer Drehmaschinen, Fraesmaschinen, Bohrmaschinen und Hobelmaschinen geeignet ist.The invention relates to a force-measuring device on stabfoermigen components, in particular turning tools, preferably for controlling and monitoring the machining process. According to the invention, the object is achieved in that the measuring device based on the principle of measuring the elastic deformation utilizes a rod located outside the force flow inside or outside the rod-shaped component for obtaining the measured value. This is d. Detection of at least two force components during the tensioning process on machine tools possible, so that the measuring device is particularly suitable for lathes, milling machines, drills and planing machines.

Description

Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere DrehmeißelnForce measuring device on rod-shaped components, in particular turning tools

Anwendungsgebiet der ErfindimgField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere Drehmeißeln, vorzugsweise zur Steuerung und Überwachung des Bearbeitungsprozesses*The invention relates to a force measuring device on rod-shaped components, in particular turning tools, preferably for controlling and monitoring the machining process *

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Lösungen zur Messung der Schnittkraftkomponenten an Werkzeugmaschinen zum Zwecke der Überwachung der Schneidwerkzeuge bzw. Steuerung oder Regelung des Bearbeitungsprozesses.Solutions are known for measuring the cutting force components on machine tools for the purpose of monitoring the cutting tools or control or regulation of the machining process.

In DD WP 145 845 wird eine Lösung vorgestellt zur Messung der Haupt schnitt kraft an Drehmaschinen. Dabei wird lediglich eine. Kraftkomponente in Schnittrichtung erfaßt und eine induktive Kraftmeßdose als Kraftaufnehmer verwendet. Diese Kraftmeßdose ist im Revolverkopf der Drehmaschine am Indexbolzen anliegend, und damit vom eigentlichen Spanangswerkzeug entfernt, angeordnet.In DD WP 145 845 a solution is presented for measuring the main cutting force on lathes. It is only one. Force component detected in the cutting direction and uses an inductive load cell as a force transducer. This load cell is fitting in the turret of the lathe to the index pin, and thus away from the actual chip removal tool arranged.

Mit dem Erfassen von nur einer Kraftrichtung ist der Informationsgehalt der Messung zur Weiterverarbeitung begrenzt. Auf das Meßergebnis wirken auf Grund der relativ weiten räumlichen Trennung von Kraftangriffspunkt und Meßstelle zusätzliche Störgrößen, wie ζ·Β· indifferente Reibungsverluste in der Revolverkopflagerung, ein·With the detection of only one direction of force, the information content of the measurement for further processing is limited. Due to the relatively wide spatial separation of force application point and measuring point, additional disturbance variables act on the measurement result, such as ind · Β · indifferent friction losses in the turret mounting.

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Ziel der ErfindungObject of the invention

Bs ist das Ziel der Erfindung, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, die mindestens zwei Kraftkomponenten möglichst nahe am Kraftangriffspunkt erfaßbar macht.Bs is the object of the invention to develop a measuring device which makes at least two force components as close as possible to the force application point detectable.

Darlegung des Wesens der Erfindung ·Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die die gleichzeitige Messung ¥on mindestens zwei Kraftkomponenten an Werkzeugmaschinen bzw. deren Bauteilen beim Spanen mit vorzugsweise geometrisch bestimmter Schneide, wie z.B, an Drehmaschinen, Bohrmaschinen, Präsmaschinen, ermöglicht, wobei die Meßstelle möglichst direkt am Spanungswerkzeug angeordnet ist.The invention has for its object to provide a device that allows the simultaneous measurement ¥ on at least two force components on machine tools and their components when machining with preferably geometrically defined cutting edge, such as, on lathes, drills, prescribing machines, the measuring point is arranged as directly as possible on the cutting tool.

Diese -Auf gab β -wird erfiriduaigsgemäß unter Anwendung des bekannten Prinzips der Verf ormungsinessung dadurch gelöst, daß die aus der Einwirkung der Kraft bzw. des Drehmoments resultierende elastische Verformung des stabförmigen Bauteiles derart genutzt wird, daß auf geeignete Weise die neutrale Paser des stabförmigen Bauteiles freigemacht und die elastische Verformung gegenüber dieser mechanisch verstärkt aufgenommen wird.According to the invention, this application is achieved by using the known principle of the invention in that the elastic deformation of the rod-like component resulting from the action of the force or the torque is utilized such that the neutral paser of the rod-shaped component is suitably used freed and the elastic deformation is received mechanically reinforced against this.

In bzw. an dem stabförmigen Bauteil wird eine Meßstange angeordnet, so daß sich die einzige Verbindungsstelle der Meßstange mit dem stabförmigen Bauteil zwischen Krafteinleitungspunkt und Auflagepunkt bzw. Auflagefläche des stabförmigen Bauteiles befindet. Damit ist die -MeBstange kraft- und momentenfrei.In or on the rod-shaped component, a measuring rod is arranged, so that there is the only connection point of the measuring rod with the rod-shaped component between the force application point and support point or support surface of the rod-shaped component. Thus, the -MeBstange is free of force and torque.

,25 Unter Belastung verformt sich das stabförmige Beuteil und bewirkt eine Lageänderung der Meßstange, die gleichzeitig zur Meßwertgewinnung genutzt wird., 25 Under load, the rod-shaped spoil deforms and causes a change in position of the measuring rod, which is used simultaneously for the measurement value recovery.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.The invention will be explained below using an exemplary embodiment.

In der zugehörigen Zeichnung sind dargestellt:In the accompanying drawing are shown:

Pig. 1: Kraftmeßeinrichtung an einem stabförmigen Bauteil Pig. 2: Verformung . fig, 3; Seitenansicht Das stabförmige Bauteil 1 wird durch ein Auflager 5 fixiert.Pig. 1: Force measuring device on a rod-shaped component Pig. 2: deformation. fig, 3; Side view The rod-shaped component 1 is fixed by a support 5.

In. diesem stabförmigen Bauteil 1 ist die Meßstange 2 angeordnet, die nur an der Verbindungsstelle 3 mit dem stabförmigen Bauteil verbunden ist und an deren freien Ende sich der Meß-In. This rod-shaped component 1, the measuring rod 2 is arranged, which is connected only at the junction 3 with the rod-shaped component and at the free end of the measuring

kopf 6 befindet. Die Punktion der Meßeinrichtung besteht darin, daß unter Einwirkung der Kraftkomponenten P^ und 3* im Kraftangriffspunkt 4 eine Auslenkung des Meßkopfes 6 gegenüber den Kondensatorplatten 8 erfolgt. Diese Auslenkung wird beispielsweise mittels eines kapazitiven Meßverfahrens zur Anzeige gebracht.Head 6 is located. The puncture of the measuring device is that takes place under the action of the force components P ^ and 3 * in the force application point 4, a deflection of the measuring head 6 relative to the capacitor plates 8. This deflection is brought for example by means of a capacitive measuring method for display.

Claims (3)

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O ο O ο Erfindungsansprücheinvention claims 1. Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere Drehmeißeln, unter Anwendung des Prinzips der Messung der elastischen Verformung unter Verwendung der Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung gemäß ΏΏ WP 119 863 bzw» der an sich bekannten induktiven oder optischelektronischen Meßwertaufnähme, dadurch, gekennzeichnet, daß innerhalb bzw· außerhalb des stabförmigen Bauteiles (1) eine freiliegende bzw· gedämpfte Meßstange (2) derart angeordnet ist, daß eine einzige form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindungsstelle (3) von stabförmigesn Bauteil (1) und Meßstange (2) zwischen dem Krafteinleitungspunkt (4) an dem stabförmigen Bauteil (1) und einem Auflager (5) liegt, wobei die Meßstange (2) an ihrem freien Ende einen metallischen Meßkopf (6) mit ebenen oder gekrümmten Meßflächen (7) aufweist, denen vorzugsweise entsprechend geformte Kondensatorplatten (S) allseitig paarweise gegenüberstehen, so daß jegliche kraftabhängige Winkelabweichung (10) von der Achse (9) der Meßstange (2) zu einer Kapazitätsänderung führt, die in einer mit den Kondensatorplatten (8) verbundenen Auswerteeinheit (11) angezeigt wird»1. Force measuring device on rod-shaped components, in particular lathe tools, using the principle of measuring the elastic deformation using the circuit arrangement for capacitive Meßwertgewinnung according to ΏΏ WP 119 863 or »known inductive or optoelectronic Meßwertaufnähme , characterized in that within or outside the rod-shaped component (1) an exposed or damped measuring rod (2) is arranged such that a single positive, non-positive or integral connection point (3) of stabförmigesn component (1) and measuring rod (2) between the force application point (4 ) on the rod-shaped component (1) and a support (5), wherein the measuring rod (2) at its free end a metallic measuring head (6) with flat or curved measuring surfaces (7), which preferably correspondingly shaped capacitor plates (S) facing each other in pairs, so that any force-dependent Winkelabwei Chung (10) from the axis (9) of the measuring rod (2) leads to a capacitance change, which is displayed in an associated with the capacitor plates (8) evaluation unit (11) » 2. Kraftmeßeinrichtung nach Punkt " 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstange (2) und der Meßkopf (6-)~aus nichtmetall bestehen, wobei der Meßkopf (6) .an den Meßflächen (7) einen metallischen, elektrisch leitenden überzug trägt.2. Force measuring device according to item "1, characterized in that the measuring rod (2) and the measuring head (6-) ~ consist of non-metal, wherein the measuring head (6) .an the measuring surfaces (7) carries a metallic, electrically conductive coating. 3. Kraftmeßeinrichtung nach Punkt "^l 1 > dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßkopf (6) induktive bzw, optisch-elektronische Wegaufnehmer in den Richtungen der Kraftkomponenten 3y und Fp einzeln oder paarweise gegenüberliegend angeordnet sind»3. Force measuring device according to item " ^l 1> characterized in that on the measuring head (6) inductive or opto-electronic displacement sensor in the directions of the force components 3y and Fp are arranged individually or in pairs opposite each other» Hierzu 1 Blatt ZeichnungenFor this 1 sheet drawings