DD217464A1 - Positionier- und messeinrichtung fuer kenngroessen an werkstuecken und werkzeugen - Google Patents

Abstract

Die Anwendung der Positionier- und Messeinrichtung fuer Kenngroessen an Werkstuecken und Werkzeugen ermoeglicht es, eine Vielzahl von Kenngroessen, die sich waehrend des Bearbeitungsprozesses veraendern, kontinuierlich ohne Beeinflussung der Positionierfehler von Werkzeugmaschine und Messeinrichtung zu messen und dadurch hoehere Genauigkeiten bei Korrekturen an Werkzeugmaschinensystemen sowie insgesamt optimalere Parameter der Werkstueckqualitaet zu erreichen, indem waehrend der Arbeitspause das Werkstueck bzw. das Werkzeug mittels kapazitiver Messtaster unter Verwendung einer entsprechenden federnd gelagerten und mit mindestens einem Anschlag versehenen Vorrichtung angetastet und gemessen wird.

Description

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' Positionier- und iyleßeirtriickitung für Kenngrößen an Werkstücken und Werkzeugen Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Positionier- und Meßeinrichtung für Kenngrößen an Werkstücken und Werkzeugen, wobei die Kenngrößen am Werkstück insbesondere Maß- und Formabweichungen sowie Rauheit und die Kenngrößen am Werkzeug insbesondere der Schneidkantenversatz, die Schartigkeit und die Form der Schneidkante sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

iiükfuii;': sine/ I;ini iciiUinyon /ur Mos:;un() dor (iiinannton KtHuniiol'ün an Wnrkstuckon und Wiiik/ourjun, hui ilonon Positio-iierfehler, die durch die Werkzeugmaschine und durch das Heranfuhrun dur Mußeinrichtuny bedingt sind, nicht -.Mitomacisch aleminiert werden. Im DD-WP 96 884 ist eine Einrichtung zum automatischen Messen und Nachstellen ein- oder rr;ehr;-r.h,-,eidiger spsnender Werkzeuge genannt. Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß die Anwendung nur für NC-Qfcstei;f,-rte Maschinen und nur für das Bearbeitungsverfahren „Ausbohren" vorgesehen ist. Weiterhin ist nachteilig, daß zur Funktion mindestens zwei Meßsysteme in Verbindung mit einer Recheneinrichtung unbedingt erforderlich sind.

?j{?! dar Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, für dies Überwachung von Produktionsprozessen, insbesondere im automatischen Betrieb, eine höhere Genauigkeit bei der Korrektur des Werkzeugmaschinensystems und bei der Einhaltung der Fertigungstoleranzen zu erreichen.

Oariegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Kenngrößen an Werkstücken und Werkzeugen zu schatien, womit gleichzeitig der Positionierfehler der Werkzeugmaschine und der Meßeinrichtung zu eliminieren ist. Weiterhin soll ri'e Einrichtung in ihren Abmessungen (Volumen) so klein gestaltet sein, daß durch ihren Einsatz keine Beeinträchtigungen eier Maschineparameter im Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine auftreten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, oaii die Positionier- und Meßeinrichtung im wesentlichen aus einem auch transportablen Grundkörper, der sich mittels Federn auf einer Unterlage, die beispielsweise das Werkzeugmaschinenbett, der Werkzeugträger oder der Reitstock sein können, abstützt, sowie einem oder mehreren kapazitiven Meßwertaufnehmern besteht. In der Positionier- und Meßeinrichtung ist für die zu erfassende Meßgröße ein kapazitiver Meßwertaufnehmer, der aus einem rohrförmigen Meßkondensator mit konzentrischer Elektrodenanordnung und einem Dielektrikumsröhrchen, welches mit einem Taster verbunden und durch die Mtißyröße in der Elektrodenanordnung koaxial verschiebbar ist, besteht, angeordnet sowie die für den Meßwertaufnehmer benötigte induktivitätsfreie Schaltungsanordnung zur Erzeugung des Ausgangssignals angebracht. Die Positionier- und Meßeinrichtung gewährleistet die Messung von Kenngrößen an Werkstücken und Werkzeugen, indem der kapazitive Meßwertaufnehmer durch die Einrichtung derart in Meßposition gebracht wird, daß der Taster die Meßgröße eiiaiii, wobei die Meßrichtung beliebig ist. Der vorhandene Anschlag am Grundkörper der Positionier- und Meßeinrichtung bewirkt, daß sich beim Antasten ein definiert gleichbleibender und reproduzierbarer Grundabstand zwischen Meßobjekt und einem definierten Nullpunkt im kapazitiven Meßwertaufnehmer einstellt, wodurch ein entsprechendes elektrisches Aijsgangssignal in der Schaltungsanordnung erzeugt wird. Durch die Anordnung des Anschlages wird eine Messung unbeeinflußt von der Positioniergenauigkeit der Werkzeugmaschine erreicht. Die momentane: Meßgröße, wie z.B. Sciineiökantenversatz, Schartigkeit und Form der Schneidkante ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Nullpunkt des istnv-äßes und des Sollmaßes.

Aus'öhrungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es 2eigt Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau und den Antastvorgang der Positionier- und Meßeinrichtung. Die Positionier- und Meßeinrichtung nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem transportablen Grundkörper 1, in dem sich kapazitive Meßwertaufnehmer 6 sowie die dazugehörenden Schaltungsanordnungen 9 befinden und aus einem oder mehreren besonders angeordneten und verstellbaren mechanischen Anschlägen 5 für das Meßobjekt 4 (Werkzeug bzw. Werkstück). Der kapazitive Meßwertaufnehmer 6 besteht aus einem rohrförmigen Meßkondensator 7, dessen Außen- und Innenelektroden konzentrisch und zueinander feststehend angeordnet sind und einem Keramikröhrchen 10 mit definierten dielektrischen Eigenschaften, wobei die Meßgröße als Wegänderung über einen Taster 8 eine axiale Verschiebung des zwischen Außen- und innenelektrode vorhandenen Keramikröhrchens 10 bewirkt. Durch besondere Formgebung des Keramikröhrchens 10 wird nich über größere Meßwege eine strenge Linearität zwischen Meßgröße und Kapazitätsänderung erreicht. Der kapazitive Meßwertaufnehmer 6 ist mit einer Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung 9 elektrisch verbunden, wobei in der Schaltungsanordnung 9 keine Spulen oder Übertrager, die bei vorhandenen elektrischen oder magnetischen Störfeldorn das Meßergebnis beeinflussen können, vorhanden sind. Die Meßwertanzeige bzw. Meßwertausgabe erfolgt durch die verwendete Schaltungsanordnung 9. Das Meßobjekt 4, z. B. ein Werkzeug mit geometrisch bestimmter Schneide oder das zu messende Werkstück, wird durch die Positioniereinrichtung angetastet. Bei der Messung der Kenngrößen am Werkzeug (z. B. Schneidkantenversatz, Schartigkeit und Form der Schneidkante) wird das Werkzeug vorzugsweise durch die Steuerung der Werkzeugmaschine in die Positionier- und Meßeinrichtung eingefahren, bis es an einem odermehrere einstellbare Anschläge 5, die am transportablen Grundkörper 1 befestigt sind, anliegt. Der transportable Grundkörper 1 ist mittels Federn 3 auf einer festen Unterlage 2 (z. B. Werkzeugmaschinenbett, Reitstock) nachgiebig befestigt, womit der durch die Massenträgheit des Werkzeugträgers bedingte Nachlauf des Meßobjektes 4 ausgeglichen wird. Die Anschläge 5 werden entsprechend des verwendeten Werkzeuges bzw. Meißelhalters auf dem Grundkörper 1 so angeordnet, daß sie bei jedem Meßvorgang an der gleichen Stelle anliegen. Durch den definierten Grundabstand des Tasters 8 zu den Anschlägen 5 ist gewährleistet, daß Maßabweichungen an der Meißelspitze unabhängig von der Positioniergenauigkeit der Werkzeugmaschine gemessen werden. Praktisch ist die Messung von Maßabweichungen im ^m-Bereich möglich. Die Kenngrößen am Werkstück (z.B. Rauheit, Maß- und Formabweichung) werden in analoger Weise gemessen. Hierfür ist es erforderlich, daß die Positionier- und Meßeinrichtung anstelle der Unterlage 2 vorzugsweise am Werkzeugträger der Maschine bzw. an einer anderen geeigneten Einrichtung ebenfalls federnd befestigt ist, wobei der Taster 8 am Meßobjekt 4 die Meßgröße abtastet.

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch:

   Positionier- und Meßeinrichtung für Kenngrößen an Werkstücken und Werkzeugen, insbesondere für Maß-,und
   Formabweichungen sowie Rauheit und Schneidkantenversatz, Schartigkeit und Form der Schneidkante unter Verwendung
   einer bekannten Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung im . wesentlichen besteht aus einem auch transportablen Grundkörper (1), der sich auf einer Unterlage (2), z.B. Maschinenbett
   oder Werkzeugträger, mittels Federn (3) abstützt, ferner aus mindestens einem an dem beweglichen oder festen Meßobjekt (4) anlegbaren Anschlägen (5), mindestens einem kapazitiven Meßwertaufnehmer (6), der vorzugsweise aus einem rohrförmigen Meßkondensator (7) besteht, wobei der kapazitive Meßwertaufnehrner (6) einen koaxial verschiebbaren mit dem Dielektrikum verbundenen Taster (8) aufweist und daß der kapazitive Meßwertaufnehmer (6) mit einer induktivitätsfreien
   Schaltungsanordnung (9) verbunden ist.. - . ' <

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