DE2422972C3 - Anordnung zur photoelektrischen Bestimmung von Werkzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur photoelektrischen Bestimmung von Werkzeugen für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher und einer automatischen Wechselvorrichtung sowie Werkzeughaltern mit einem Kodierungsschild und mit einem System von Kodierungsfeldern ausgestattet sind, die durch einen Ablesekopf optisch abtastbar sind.

Die Kodierung von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher mit kodierten Werkzeugen ausgestattet sind, wurde bisher entweder mechanisch mit einem System von Anschlägen durchgeführt, die ein System von Schaltern betätigten, oder kontaktlos elektromagnetisch, und zwar mittels eines Systems von permanenten, am Werkzeug angebrachten Magneten, die über ein System von Schaltspulen führen. Ein Nachteil der ersten Kodierungsmöglichkeit sind die begrenzte Lebensdauer der Schaltelemente und die großen Abmessungen, ein Nachteil der zweiten Kodierungsmöglichkeit besteht in einer verhältnismäßig großen Fläche, die zum Anbringen der Kodierungselemente auf dem Werkzeug nötig ist, was die Werkzeughalter kompliziert macht und ihr Gewicht erhöht oder den numerischen Bereich des Kodes begrenzt. Praktisch ist es erforderlich und nützlich, wenn die die Kodierung tragenden Schilder von minimalen Abmessungen wären.

Es ist weiter bekannt, mit photoelektrischen Kodezeichen auf einer Karte in Form von an bestimmten Stellen angeordneten Löchern eine photoelektrische Abtastung vorzunehmen. Die photoelektrische Abtastung übertrifft in jeder Hinsicht die mechanischen und elektromagnetischen Aufzeichnungsmöglichkeiten sowohl hinsichtlich ihres numerischen Inhaltes als auch hinsichtlich der Abmessungen der zu verwendenden Karte.

So ist durch die DE-OS 18 08 853 eine Vorrichtung zum Abtasten kodierter Werkzeuge für numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen bekannt geworden, bei der mit Hilfe eines Lichtstrahles das Ende des Einspannschates des Werkzeughalters abgetastet wird, welches aus einer Reihe von lichtreflektierenden Metallringen und lichtabsorbierenden Kunststoffringen besteht, deren Anordnung den abzulesenden Kode bildet. Da die Anzahl der möglichen, am Schaftende unterzubringenden Ringe gering ist, ist die Anzahl der möglichen Kombinationen und damit die Anzahl der ablesbaren Formationen gering. Da das Schaftende frei liegt sind Störungen der Ablesung durch ölverschmierungen des Schaftendes, wie sie bei Werkzeugmaschinen ja immer vorkommen können, zu befürchien.

Eine andere Möglichkeit ist in der DE-OS 14 27 039 aufgezeigt: Hier bei dieser Werkzeugmaschine weist jeder Werkzeughalter einen senkrecht zu seiner Achse herausstehenden Halter für eine Karte auf, in der sich eine Lochung entsprechend einem bestimmten Kode befindet. Die in diese Kartenhalter an den Werkzeughaltern eingeschobenen Karten werden für die Ablesung ergriffen, herausgezogen, einem Ablesekopf zugeführt und anschließend wieder in den Kartenhalter

J» hineingesteckt. Das ist umständlich und kann zu einer Beschädigung der Karten führen. Die Anordnung der Karten radial außen am Werkzeughalter bringt es mit sich, daß die Karten frei für anfliegenden Schmutz in Form von Öl, Schmiere und anfliegenden Metallspänen

-"·" liegen und damit die Gefahr besteht, daß eine photoelektrische Ablesung nicht einwandfrei ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit wenig Ablesemitteln eine einfache Möglichkeit zu schaffen, in Einspannschäften der Werkzeughalter untergebrachte

«ι Kodierungsschilder einwandfrei und schnell abzulesen.

Die Erfindung besteht darin, daß im Einspannschaft des Werkzeughalters das Kodierungsschild so befestigt ist, daß als Ablesekopf zwei mit je einer Reihe von Strahlern und Photozellen besetzte Platten längs des

» Kodierungsschildes verschiebbar sind und daß der Einspannschaft des Werkzeughalters an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Zentriernuten versehen ist, in denen an den Seitenwänden des Ablesekopfes befestigte Führungsstangen gleiten.

·>■') Durch diese Anordnung wird gewährleistet, daß die Kodierungsschilder weitgehend sicher vor mechanischer äußerer Beeinflussung im Einspannschaft des Werkzeughalters untergebracht sind und trotzdem von einem Ablesekopf gut abgelesen werden können.

« Damit nun die Ablesung auch genau erfolgen kann, wenn der relativ schwere Werkzeughalter gegenüber dem relativ leichten Ablesekopf verschoben wird, ist es zweckmäßig, wenn der Ablesekopf mittels Federn in einem Spannhalter befestigt ist und so in der Lage ist,

M sich durch die Führung der Führungsstangen in den Zentriernuten exakt auf das Innere des Schaftes des Werkzeughalters einzustellen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Beispiel des Kodierungsschildes,
F i g. 2 ein Beispiel der Anordnung des Ablesekopfes zusammen mit dem Kodierungsschild und dem Werkzeughalter bei Anordnung nach der Transparenz-Able-

seweise,

F i g. 3 ein Schema der Anordnung der Lichtquellen und der Photofühler gegenüber dem Kodierungsschild 1 bei Anordnung nach der Reflexionsablesewcise.

In Fig. 1 ist ein Kodierungsschild 1 mit fünf senkrechten Reihen von Kodierungsfeldern 2 gezeichnet, jede von diesen Reihen enthält sechs Kodierungsfelder 2, die entweder aus durchgehenden Löchern oder nichtdurchgehenden Stellen für eine Ablesung nach der

Transparenzableseweise gebildet sind. Anstatt dieses Transparenzableseverfahrens kann auch ein Kodierungsschild mit spiegelnden oder matten Flächen bei einer nach dem Reflexionsableseverfahren arbeitenden Vorrichtung angewendet werden. Die Funktionsbewegung des Ablesekopfes ist in beiden Fällen quer zu den senkrechten Reihen, wie es in F i g. 1 mit einem Pfeil angedeutet ist.

In Fig. 2 ist ein Beispiel der Gestaltung des Ablesekopfes dargestellt, der eine Reihe von Photofühlern 3 und diesen gegenüber eine entsprechende Reihe von Lichtquellen 4, z. B. Strahlern, enthält. Die beiden senkrechten Reihen sind in Platten 13 eingesetzt, die in den Ablesekopf eingespannt sind. Zwischen diesen Reihen läuft für die Ablesung das Kodierungsschild 1 mit senkrechten Reihen der Kodierungsfelder 2 durch, die in diesem Fall entweder aus durchgehenden Löchern oder undurchgehenden Stellen bei Anordnung nach dem Transparent-Ablesesystem gebildet sind. Die Funktionsbewegung des Ablesekopfes gegenüber dem Kodierungsschild 1 verläuft in diesem Fall senkrecht zur Zeichenebene. Das Kodierungsschild 1 ist im Einspannschaft des Werkzeughalters 5 befestigt, der an beiden Seiten mit Zentriernuten 6 versehen ist. In diesen Zentriernuten 6 laufen bei der Funktionsbewegung die verengten Enden der Führungsstangen 7, die an den Seitenwänden 8 des Ablesekopfes ausgebildet sind. Gegen diese Seitenwände stützen sich auch die Federn 9. Mit diesen ist der Ablesekopf federnd im Spannhalter 10 gelagert, wobei die federnden Ablenkungen des Kopfes gegen dem Spannhalter 10 durch Anschläge 11 und Aussparungen 12 begrenzt sind. Durch diese Anordnung ist die richt'ge Lage der Ablesepaare von Photofühlern 3 und Strahlern 4 gegenüber dem Kodierungsschild 1 im Augenblick des Ablesens und deshalb auch die Richtigkeit der Ablesung selbst bei ■ einer ungenauen Anbringung der nicht dargestellten Werkzeughalter in Speichern gesichert.

Bei einem geeigneten Kode können auf dem Kodierungsschild leicht Bezeichnungen mit Zeichen, deren Anzahl im Bereich von fünf und mehreren

11) Dekaden liegt, angebracht werden, denn jede Reihe von Feldern stellt eine Dekade dar. Das entspricht auch den höchsten Ansprüchen an die Bezeichnung von Werkzeugen für Werkzeugmaschinen. Dieser Bereich kann aber auch noch erhöht werden. Auf keine andere bisher bekannte Weise und Anordnung können so kleine Abmessungen des Kodierungsschildes 1 und des Ablesekopfes erreicht werden. Dieses kontaktlose Verfahren zum Ablesen gewährleistet eine unbeschränkte Lebensdauer der Vorrichtung.

_·ι Eventuelle Unreinigkeiten auf dem Kodierungsschild, die die Zuverlässigkeit des Ablesens in Gefahr bringen könnten, können automatisch durch Druckluft, die nan durch die Löcher im Ablesekopf strömen läßt, beseitigt werden.

2ϊ In Fig. 3 ist schematisch die Anordnung beim Reflexionsableseverfahren dargestellt, das sich in einigen Fällen vorteilhafter zeigen kann als das Transparenzableseverf.ihren. Das ausgestrahlte Licht aus den Quellen 4 \Ard in diesem Fall von den

j» Kodierungsfeldern 2 in die Photofühler 3 reflektiert oder nicht reflektiert. Die übrige Anordnung kann z. B. identisch mit der Ausführung nach F i g. 1 sein.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur photoelektrischen Bestimmung von Werkzeugen an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugspeicher und einer automatischen Wechselvorrichtung sowie Werkzeughaltern mit einem Kodierungsschild und mit einem System von Kodierungsfeldern ausgestattet sind, die durch einen Ablesekopf optisch abtastbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im Einspannschaft des Werkzeughalters (5) das Kodierungsschild (1) so befestigt ist daß als Ablesekopf zwei mit je einer Reihe von Strahlern (4) und Photozellen (3) besetzte Platten längs des Kodierungsschildes verschiebbar sind und daß der Einspannschaft des Werkzeughalters (5) an zwei gegenüberliegenden Seiten mit Zentriernuten (6) versehen ist, in denen an den Seitenwänden (8) des Ablesekopfes befestigte Führungsstangen (7) gleiten.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablesekopf mittels Federn (9) in einem Spannhalter befestigt ist.