DD217464B1 - Positionier- und messeinrichtung fuer kenngroessen an werkstuecken und werkzeugen - Google Patents

Description

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 erfaßt, 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 Ausgangssignal 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. Schneidkantenversatz, Schartigkeit und Form der Schneidkante ergibt sich aus der Differenz zwischen dem Nullpunkt des Istmaßes und des Sollmaßes.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 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 auch 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 Störfeldern 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 oder mehrere 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 /xm-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)

1. Positionier- und Meßeinrichtung fur Kenngroßen an Werkstucken und Werkzeugen, insbesondere fur Maß- und Formabweichungen sowie Rauheit und Schneidkantenversatz, Schartigkeit und Form der Schneidkante unter Verwendung einer Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung, einer federnden Abstutzung der Einrichtung und fester Anschlage in Verbindung mit einem mittigen Taster, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundkorper (1) mindestens ein kapazitiver Meßwertaufnehmer (6), der vorzugsweise aus einem rohrförmigen Meßkondensator (7) mit einem koaxial verschiebbaren Dielektrikum (10) und dem damit verbundenen an sich bekannten Taster (8) besteht sowie eine induktivitatsfreie kapazitive Schaltungsanordnung (9) angeordnet sind.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung

   Anwendungsgebiet der Erfindung

   Die Erfindung betrifft eine Positionier- und Meßeinrichtung fur Kenngroßen an Werkstucken und Werkzeugen, wobei die Kenngroßen am Werkstuck insbesondere Maß- und Formabweichungen sowie Rauheit und die Kenngroßen am Werkzeug insbesondere der Schneidkantenversatz, die Schartigkeit und die Form der Schneidkante sind

   Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

   Bekannt sind Einrichtungen zur Messung der genannten Kenngroßen an Werkstucken und Werkzeugen, bei denen Positionierfehler, die durch die Werkzeugmaschine und durch das Heranfuhren der Meßeinrichtung bedingt sind, nicht automatisch eliminiert werden Im DDWP 96884 ist eine Einrichtung zum automatischen Messen und Nachstellen ein- oder mehrschneidiger spanender Werkzeuge genannt Nachteilig ist bei dieser Einrichtung, daß die Anwendung nur fur NC-gesteuerte Maschinen und nur fur das Bearbeitungsverfahren „Ausbohren" vorgesehen ist Weiterhin ist nachteilig, daß zur Funktion mindestens zwei Meßsysteme in Verbindung mit einer Recheneinrichtung unbedingt erforderlich sind

   Ziel der Erfindung

   Das Ziel der Erfindung besteht dann, fur die Überwachung von Produktionsprozessen, insbesondere im automatischen Betrieb, eine höhere Genauigkeit bei der Korrektur des Werkzeugmaschinensystems und bei der Einhaltung der Fertigungstoleranzen zu erreichen

   Darlegung des Wesens der Erfindung

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Messung von Kenngroßen an Werkstucken und Werkzeugen zu schaffen, womit gleichzeitig der Positionierfehler der Werkzeugmaschine und der Meßeinrichtung zu eliminieren ist Weiterhin soll die Einrichtung in ihren Abmessungen (Volumen) so klein gestaltet sein, daß durch ihren Einsatz keine Beeinträchtigungen der Maschinenparameter im Bearbeitungsraum der Werkzeugmaschine auftreten Erf indungsgemaß wird diese Aufgabe unter Verwendung einer Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung, einer federnden Abstutzung der Einrichtung und fester Anschlage in Verbindung mit einem mittigen Taster dadurch gelost, daß die Positionier- und Meßeinrichtung im wesentlichen aus einem auch transportablen Grundkorper, der sich mittels der Federn auf einer Unterlage, die beispielsweise das Werkzeugmaschinenbett, der Werkzeugträger oder der Reitstock sein können, abstutzt, sowie einem oder mehreren kapazitiven Meßwertaufnehmern besteht In der Positionier- und Meßeinrichtung ist fur die zu erfassende Meßgroße ein kapazitiver Meßwertaufnehmer, der aus einem rohrförmigen Meßkondensator mit konzentrischer Elektrodenanordnung und einem Dielektrikumsrohrchen, welches mit einem Taster verbunden und durch die Meßgroße in der Elektrodenanordnung koaxial verschiebbar ist, besteht, angeordnet sowie die fur den Meßwertaufnehmer benotigte induktivitatsfreie Schaltungsanordnung zur Erzeugung des Ausgangssignals angebracht