DE3426548C2 - - Google Patents
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- DE3426548C2 DE3426548C2 DE19843426548 DE3426548A DE3426548C2 DE 3426548 C2 DE3426548 C2 DE 3426548C2 DE 19843426548 DE19843426548 DE 19843426548 DE 3426548 A DE3426548 A DE 3426548A DE 3426548 C2 DE3426548 C2 DE 3426548C2
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- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B29/00—Holders for non-rotary cutting tools; Boring bars or boring heads; Accessories for tool holders
- B23B29/03—Boring heads
- B23B29/034—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings
- B23B29/03432—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing
- B23B29/03435—Boring heads with tools moving radially, e.g. for making chamfers or undercuttings radially adjustable during manufacturing by means of screws and nuts
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/401—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes
- G05B19/4015—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for measuring, e.g. calibration and initialisation, measuring workpiece for machining purposes going to a reference at the beginning of machine cycle, e.g. for calibration
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Description
Die Erfindung betrifft ein Meßverfahren, das die Merkmale des
Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie eine Meßein
richtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens,
das die Merkmale des Oberbegriffs des Patentanspruchs 4 aufweist.
Ein Meßverfahren sowie eine Meßeinrichtung dieser Art ist bereits in der DE-OS 28 47 510
als bekannt aufgezeigt. Bei dem bekannten Verfahren wird der Meß
körper beim Heranführen der Werkzeugschneide aus seiner Ruhestel
lung heraus so weit verschoben, bis eine dem Meßkörper zugeordne
te Meßeinheit ein Null-Signal abgibt. Beim Auftreten dieses
Signals, das ein mit dem Meßkörper zusammenwirkender induktiver
Grenzwert-Taster liefert, wird die Zustellbewegung, welche die
Verschiebebewegung des Meßkörpers erzeugt hat, angehalten. Aus
der Länge des Zustellweges, den die Msschinenspindel zurücklegen
mußte, um den Meßkörper bis zum Erscheinen des den Verschiebevor
gang beendeten Null-Signals zu verschieben, wird der Radius des
betreffenden Werkzeugs, d. h. der Flugkreisdurchmesser der Werk
zeugschneide, ermittelt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßverfahren der
erwähnten Art aufzuzeigen, das, obwohl es bei NC-Werkzeugmaschi
nen mit äußerst geringem zusätzlichem apparativem Aufwand und auf
einfache Weise durchführbar ist, eine vergleichsweise besonders
hohe Meßgenauigkeit bietet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Meßverfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Eine besonders hohe Meßgenauigkeit bei einfachstem Verfahrensab
lauf erreicht man bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens,
bei dem das Heranführen der Schneide an den Meßkörper von einem
einzigen Maschinen-Bezugspunkt ausgehend durchgeführt wird und
man die Verschiebebewegungen des Meßkörpers unter Drehen des
Werkzeugs so durchführt, daß die Werkzeugschneide am Ende des be
treffenden Zustellweges an der zugekehrten Berührungsfläche des
Meßkörpers gleitet und dabei den Meßkörper maximal auslenkt, d. h.
um die zu messende Weglänge a oder b verschiebt.
Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel kann vorge
sehen sein, daß mittels eines Signalerzeugers den Weglängen a und
b der Verschiebebewegungen des Meßkörpers entsprechende Meßsigna
le erzeugt und zur Berechnung des Flugkreisdurchmessers dem Rech
ner der Steuerung der Werkzeugmaschine zugeführt werden, so daß
die ohnehin vorhandene Hardware der Maschinensteuerung in Zusatz
funktion auch für die Messung mit herangezogen wird.
Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrich
tung für die einfache und betriebssichere Durchführung des erfin
dungsgemäßen Meßverfahrens zu schaffen. Diese Aufgabe ist erfin
dungsgemäß durch die im Anspruch 4 angegebenen Merkmale gelöst.
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Meßeinrichtung gemäß Anspruch 6 ergibt sich der zusätzliche Vor
teil, daß außer der Messung des Flugkreisdurchmessers auch die
axiale Länge des Werkzeugs ermittelbar ist. Bei diesem Ausfüh
rungsbeispiel wird eine Verschiebebewegung eines zum Zwecke der
Längenmessung vorgesehenen bewegbaren Meßgliedes auf das Tast
glied des gleichen signalerzeugenden Meßtasters übertragen, des
sen Signale auch für die Durchmesserermittlung verarbeitet wer
den. Für die Längenmessung ist daher kein zusätzlicher Signaler
zeuger mit eigenem Zugang zum Maschinenrechner erforderlich.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung im einzelnen
erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine teils abgebrochen gezeichnete perspektivi
sche Ansicht eines vertikalen Lehrenbohrwerks
mit einem Ausführungsbeispiel einer Meßeinrich
tung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Ver
fahrens;
Fig. 2 einen Längsschnitt einer Meßeinheit der Meßein
richtung gemäß Fig. 1 und
Fig. 3 eine Draufsicht der ohne obere Abdeckung, also
geöffnet, gezeichneten Meßeinheit von Fig. 2.
Fig. 1 zeigt einige der wesentlichen Teile einer Werkzeugma
schine in Form eines vertikalen CNC-Lehrenbohrwerks, das als Gan
zes mit 1 bezeichnet ist. Seine mit vertikal verlaufender Dreh
achse 5 gelagerte Maschinenspindel 2 ist in bei derartigen Leh
renbohrwerken üblicher Weise für ihre Drehbewegung mit einem
steuerbaren Antrieb verbunden und an ihrem freien Ende mit einer
Werkzeugaufnahme 6 versehen. Die Werkzeugaufnahme 6 weist einen
Halter 7 für ein Umlaufwerkzeug auf, bei dem es sich beim vorlie
genden Ausführungsbeispiel um eine Bohrstange 8 handelt, die im
Bereich ihres freien unteren Endes eine Schneidplatte mit einer
zur spanabhebenden Bearbeitung eines Werkstücks vorgesehenen
Schneide 9 aufweist.
Für Zustellbewegungen der Spindel 2 bezüglich dreier senkrecht
zueinander stehender Koordinatenachsen, nämlich Vertikalbewegun
gen längs der Achse 5 der Spindel 2 und Horizontalbewegungen,
sind nicht dargestellte Stellantriebe vorhanden, deren Stellein
richtungen in bei CNC-Maschinen üblicher Weise mittels einer pro
grammierbaren Steuerung 10 betätigbar sind, die durch einen Rech
ner 11, dem ein Datensichtgerät 12 zugeordnet ist, unterstützt
ist. Mittels der Steuerung 10 sind nicht nur die Zustellbewegun
gen der Spindel 2 steuerbar, sondern auch der Drehantrieb dersel
ben, d. h., es können nicht nur bestimmte Orte innerhalb des Ar
beitsraumes durch die Spindel 2 angefahren werden, sondern diese
kann auch in mindestens eine vorbestimmte Drehstellung gebracht
werden.
Zur Ermittlung der Größe des Flugkreises, den die Werkzeugschnei
de 9 bei ihrer Umlaufbewegung um die Drehachse 5 beschreibt, ist
eine als Ganzes mit 3 bezeichnete Meßeinheit vorgesehen, die
einen durch Anfahren mit der Werkzeugschneide 9 bewegbaren Meß
körper 4 besitzt und die auf einer Werkstückaufnahme 14 an einer
solchen Stelle angebracht ist, daß sie das Spannen eines zu bear
beitenden Werkstücks an der Werkstückaufnahme 14 nicht behindert,
daß ihr Meßkörper 4 jedoch für das Durchführen eines Meßvorgangs
von zwei gegenüberliegenden Seiten her mittels der Schneide 9 an
fahrbar ist.
Die an der Spindel 2 anbringbare Werkzeugaufnahme 6 weist eine im
Innern vorgesehene, nicht näher dargestellte Verstellvorrichtung
auf, mittels deren der Halter 7 mit der Bohrstange 8 quer zur
Achse 5 verstellbar ist. Genauer gesagt, weist der Halter 7 für
die Bohrstange 8 eine Aufnahmehülse auf, die am mit der Spindel 2
verbindbaren Teil der Werkzeugaufnahme 6 verstellbar angeordnet
ist, und zwar in der Weise, daß die Hülse relativ zum anderen
Teil eine geringfügige Verstellbewegung mit einem Verstellbereich
ausführen kann, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel in
der Größenordnung von ± 0,2 mm liegt. Durch eine derartige Ver
schiebe- oder Verstellbewegung der Hülse für die Bohrstange 8
kann ein gewünschter Wert der Exzentrizität derselben bezüglich
der Drehachse 5 und damit ein gewünschter Durchmesser des Flug
kreises der Schneide 9 eingestellt werden. Die Verstellvorrich
tung ist durch Drehen eines von außen her zugänglichen Kupplungs
gliedes 89 betätigbar.
Unter besonderem Bezug auf die Fig. 2 und 3 wird nunmehr der Meß
vorgang erläutert, durch den mit Hilfe der Meßeinheit 3 der Flug
kreisdurchmesser der Werkzeugschneide 9 ermittelt und bei Abwei
chung vom Sollwert durch Drehen des als Einstellglied der Ver
stellvorrichtung dienenden Kupplungsgliedes 89 auf den gewünsch
ten Wert gebracht wird. Wenn sich, siehe Fig. 2, der Meßkörper 4
der Meßeinheit 3 in einem Abstand x 0 von einem Maschinenbezugs
punkt befindet und wenn der Meßkörper 4 in der in Fig. 2 mit ge
strichelten Linien angedeuteten Weise an zwei gegenüberliegenden
Seiten von der Werkzeugschneide 9 berührt wird, nachdem die Ma
schinenspindelachse 5 Zustellbewegungen x 1 und x 2 ausgeführt
hat, dann gelten die Beziehungen
x 1 = x 0 + D/2 + K/2 - z
x 2 = x 0 - D/2 - K/2 + z,
x 2 = x 0 - D/2 - K/2 + z,
wobei D den Flugkreisdurchmesser, K die in x-Richtung gemessene
Dicke des Meßkörpers 4 und z eine kleine Weglänge bedeuten, die
etwas größer gewählt ist als der maximale Verstellbereich der
Verstellvorrichtung der Werkzeugaufnahme 6, so daß sichergestellt
ist, daß beim Meßvorgang der Meßkörper 4 auf jeden Fall durch die
Schneide 9 verschoben wird, wenn diese einmal von der einen Seite
und einmal von der anderen Seite her an den Meßkörper 4 heranbe
wegt wird.
Dieses Heranbewegen erfolgt in der Weise, daß man die Maschinen
spindelachse 5 um den Zustellwert x 1 verstellt und die Bohr
stange 8 sodann langsam dreht, bis die Schneide 9 am Meßkörper 4
gleitet und diesen verschiebt, und zwar bei Blickrichtung ent
sprechend Fig. 2 nach links. Die Weglänge a dieser Verschiebebe
wegung wird mittels der Meßeinheit 3 auf nachstehend noch näher
erläuterte Weise ermittelt. Sodann wird die Maschinenspindelachse
5 in die dem Zustellweg x 2 entsprechende Lage gebracht und die
Bohrstange 8 wiederum gedreht, bis die Schneide 9 an der nunmehr
zugekehrten Fläche des Meßkörpers 4 gleitet und diesen um eine
Weglänge b verschiebt, und zwar nach rechts bei Blickrichtung
gemäß Fig. 2. Die Weglänge b wird ebenfalls durch die Meßeinheit
3 ermittelt. Mit den ermittelten Werten a und b wird nun der
Durchmesser des Flugkreises der Schneide 9 der Bohrstange 8
mittels des Rechners 11 berechnet nach der Beziehung:
D = x 1 - x 2 - K + a + b + 2z
Wie insbesondere Fig. 2 zeigt, weist die Meßeinheit 3 ein Gehäuse
46 auf, dessen obere Abdeckung 47, die in Fig. 3 weggelassen ist,
Durchbrüche 48 und 49 aufweist. Durch den Durchbruch 48 hindurch,
der in Richtung der zu messenden Weglängen a und b der Verschie
bebewegungen des Meßkörpers 4 langgestreckt ist, erstreckt sich
eine Halterung 51 des Meßkörpers 4. Diese Halterung 51 ist am
oberen, beweglichen Joch 52 einer Parallelogrammführung ange
bracht, deren unteres Joch 53 gehäusefest innerhalb des Gehäuses
46 gelagert ist. Unteres Joch 53 und oberes Joch 52 sind beid
seits durch je ein Stahlfederblatt 54 bzw. 55 biegegelenkig mit
einander verbunden, so daß sich das obere Joch 52 mit der Halte
rung 51 und dem mit dieser verbundenen Meßkörper 4 senkrecht zur
Ebene der Stahlfederblätter 54 und 55 bewegen kann.
An der Unterseite des oberen Jochs 52 ist ein Winkelstück 56 be
festigt, dessen gegen das untere Joch 53 vorspringender Schenkel
57 ein Tastglied 58 eines Meßtasters 59 berührt, der gehäusefest
innerhalb des Gehäuses 46 gelagert ist und der über eine Daten
leitung 61 Zählimpulse abgibt, die die Verschiebebewegung des
Tastglieds 58 und damit die Größe von Auslenkbewegungen des obe
ren Jochs 52 und des mit diesem verbundenen Meßkörpers 4, d. h.
die Größe der zu messenden Weglängen a und b, kennzeichnen und
dem Rechner 11 zugeführt werden.
Zum Festlegen einer Ausgangsstellung des oberen Jochs 52 und da
mit der Ruhestellung des mit diesem verbundenen Meßkörpers 4 ist
ein bei 62 (Fig. 2) schwenkbar am Gehäuse 46 gelagerter Winkelhe
bel 63 vorgesehen, dessen zum unteren Joch 53 paralleler einer
Hebelarm 64 mittels einer Schraubenfeder 65 in der Weise vorge
spannt ist, daß eine in diesem Hebelarm 64 sitzende Einstell
schraube 66 kraftschlüssig am unteren Joch 53 anliegt. Mit seinem
anderen Hebelarm 67 stützt sich der Winkelhebel 63 am Winkelstück
56 ab und bildet einen nachgiebigen Anschlag für das Winkelstück
56, das mit ihm verbundene obere Joch 52 und den Meßkörper 4, wo
bei die Lage dieses Anschlages durch Verstellen der Einstell
schraube 66 einjustiert werden kann. Durch Bewegen des Meßkörpers
4 nach rechts bei Blickrichtung entsprechend Fig. 2 wird der am
Winkelstück 56 des beweglichen oberen Jochs 52 anliegende Hebel
arm 67 im Uhrzeigersinn geschwenkt, wobei die Feder 65 zusammen
gedrückt wird. Bei einer entgegengesetzten Verschiebebewegung des
Meßkörpers 4 nach links bei Blickrichtung entsprechend Fig. 2
hebt sich das Winkelstück 56 des beweglichen Jochs 52 vom Hebel
arm 67 des Winkelhebels 63 ab. Bei beiden Bewegungen des Winkel
stücks 56 erfolgt eine entsprechende Bewegung des Tastglieds 58
des Meßtasters 59, weil das Tastglied 58 durch eine im Meßtaster
59 enthaltene Tastfeder in Anlage am Schnekel 57 des Winkelstücks
56 gehalten ist. Diese Feder hält durch die Anlage des Tastglieds
58 am Schenkel 57 des Winkelstücks 56 dieses normalerweise auch
in Anlage am Hebelarm 67, wenn die Meßeinheit 3 in der in den
Fig. 2 und 1 gezeigten Weise waagerecht angeordnet ist, was bei
einem vertikalen Lehrenbohrwerk der Fall ist. Bei Verwendung der
Meßeinheit 3 bei einem Horizontalbohrwerk wäre die Meßeinheit 3
in hochgestellter Anordnung mit unten liegender Gehäuseseite 69
auf der betreffenden Werkstückaufnahme angebracht, wobei das Win
kelstück 56 des beweglichen oberen Jochs 52 durch Schwerkraftein
fluß kraftschlüssig am Hebelarm 67 anliegen würde, die Tastfeder
des Meßtasters 59 also nicht erforderlich wäre, um das Joch 52
mit dem Meßkörper 4 in die durch die Einstellschraube 66 des Win
kelhebels 63 festlegbare Ruhe- oder Nullstellung zu überführen.
Es versteht sich, daß die kraftschlüssige Anlage zwischen Winkel
stück 56 und Hebelarm 67 anstatt durch Schwerkraftwirkung oder
anstatt der über das Tastglied 58 auf den Schenkel 57 übertrage
nen Federkraft des Meßtasters 59 auch durch eine entsprechende
Vorspannung der Stahlfederblätter 54 und 55 bewirkt werden könn
te.
Durch den zweiten Durchbruch 49 der oberen Gehäuseabdeckung 47
hindurch erstreckt sich das obere Ende eines als Hohlstab ausge
bildeten Meßgliedes 71 hindurch, das in zur Drehachse 5 der Ma
schinenspindel 2 parallel verlaufender Richtung verschiebbar ge
lagert ist und mittels einer Schrauben-Druckfeder 72 in eine
vorgeschobene Ausgangsstellung vorgespannt ist, in der ein vom
Meßglied 71 seitwärts gegen das obere Joch 52 der Parallelogramm
führung vorspringendes Koppelungsglied 73 an der Unterseite der
Abdeckung 47 anliegt. Das Meßglied 71 dient zur Ermittlung der in
Richtung der Drehachse 5 der Maschinenspindel 2 gemessenen Werk
zeuglänge. Dazu wird das obere Ende des Meßglieds 71 im Zuge
einer in Richtung der Drehachse 5 der Maschinenspindel 2 verlau
fenden Zustellbewegung vom Werkzeug angefahren und gegen die
Kraft der Druckfeder 72 gegen das Innere des Gehäuses 46 ver
schoben. Bei dieser Bewegung des Meßgliedes 71 läuft eine Schräg
fläche 74 des Koppelungsgliedes 73 an einer zugeordneten Schräg
fläche 75 des oberen Joches 52 an und bewirkt eine Auslenkbewe
gung desselben, die bei Blickrichtung entsprechend Fig. 2 und 3
nach links verläuft. Der Meßtaster 59 erzeugt über die Leitung 61
abrufbare entsprechende Signale aufgrund dieser Auslenkbewegung.
In Abhängigkeit vom Auftreten dieser Signale in der Datenleitung
61 erfolgt das Setzen eines Maschinenbezugspunktes bezüglich der
Zustellrichtung längs der Achse 5 der Maschinenspindel 2 unter
Berücksichtigung der aktuellen Werkzeuglänge. Die bei der Ver
schiebebewegung des Meßgliedes 71 durch Anlaufen der Schrägfläche
74 an der zugeordneten Fläche 75 des Joches 52 erfolgende Aus
lenkbewegung desselben erfolgt wegen der Ausdehnung der Schräg
fläche 74 mit wesentlich größerer Hublänge als die beim Messen
des Flugkreisdurchmessers bewirkte Auslenkbewegung, die das Joch
52 über den Meßkörper 4 erfährt. Die datenverarbeitende Einrich
tung ist daher beim Abfragen der Datenleitung 61 ohne weiteres in
der Lage, zu unterscheiden, ob es sich bei den vom Meßtaster 59
erzeugten Zählimpulsen um solche handelt, die aufgrund der Berüh
rung des Meßkörpers 4 erzeugt sind, oder um solche, die durch
Verschieben des Meßgliedes 71 erzeugt sind (weil beispielsweise
im letztgenannten Fall eine weit größere Anzahl von Zählimpulsen
anfällt).
Um Beschädigungen der Meßeinheit 3 beim Anfahren des Meßgliedes
71 mit Sicherheit auszuschließen, ist ein dem inneren Ende des
Meßgliedes 71 zugeordneter Annäherungs-Endschalter 77 unterhalb
des unteren Joches 53 innerhalb des Gehäuses 46 angeordnet, der bei
Annäherung des unteren Endes des Meßgliedes 71 die weitere Zu
stellbewegung längs der Achse 5 der Spindel 2 unterbindet.
Nachdem man gegebenenfalls durch Anfahren der Stirnfläche des
Meßgliedes 71 zunächst einen die Werkzeuglänge berücksichtigenden
Bezugspunkt gesetzt hat, wird der Flugkreisdurchmesser der Werk
zeugschneide 9 ermittelt, indem man, wie bereits oben angedeutet,
unter Durchlaufen von Zustellbewegungen x 1 und x 2 den Meßkör
per 4 nach der einen Richtung und nach der anderen Richtung hin
auslenkt. Dazu fährt man die Bohrstange 8 zunächst an die eine
Seite des Meßkörpers 4 heran und dreht die Bohrstange 8 langsam,
so daß die Schneide 9 am Meßkörper 4 gleitet und diesen auslenkt.
Nachdem die Schneide 9 an dieser Seite des Meßkörpers 4 vorbeige
glitten ist wird die Bohrstange 8 gegen die andere Seite des Meß
körpers 4 herangefahren und erneut gedreht, so daß die Schneide 9
an dieser anderen Seite des Meßkörpers 4 gleitet und diesen wie
derum auslenkt. Der Rechner 11 ermittelt dabei aufgrund der vom
Meßtaster 59 gelieferten, den Längen a und b der Auslenkungen
kennzeichnenden Signale den aktuellen Flugkreisdurchmesser. Bei
Abweichungen vom Sollwert wird nun das als Einstellglied der Ver
stellvorrichtung dienende Kupplungsglied 89 verdreht, bis der ge
wünschte Einstellwert erreicht ist, wobei das Datensichtgerät 12
die entsprechende Information, d. h. eine Anzeige der Größe der
Abweichung vom Sollwert, liefert. Das Verstellen des Einstell
gliedes kann manuell, halbautomatisch oder automatisch erfolgen.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine als
Ganzes mit 81 bezeichnete Drehvorrichtung für einen vollautomati
schen Einstellvorgang vorgesehen. Die Drehvorrichtung 81 ist an
einem am Spindelgehäuse 82 in Richtung eines Doppelpfeils 80 ver
schiebbar geführten Träger 83 so gelagert, daß sie aus einer zu
rückgezogenen Bereitschaftsstellung in eine vorgeschobene Ar
beitsstellung verschiebbar ist, die in Fig. 1 gezeigt ist. Die
Drehvorrichtung 81 weist einen Schrittmotor 84 und ein Getriebe
85 auf, mittels deren ein Betätigungsglied 86 in Richtung eines
Doppelpfeiles 87 axial vor- und zurückverschoben und um vorbe
stimmte Drehwinkel in Drehung versetzt werden kann. Das Betäti
gungsglied 86 weist an seinem freien Ende einen Mitnehmer 88
auf, der mit dem Kupplungsglied 89 der Verstellvorrichtung der
Werkzeugaufnahme 6 in Eingriff bringbar ist, wenn die Maschinen
spindel 2 mittels der Steuerung in eine vorgegebene Drehposition
gebracht ist. Bei einer Ausbildung der Verstellvorrichtung der
Werkzeugaufnahme 6 entsprechend einem vorteilhaften Ausführungs
beispiel ergibt sich bei einer Drehbewegung des Kupplungsgliedes
89 um beispielsweise 18° eine Veränderung der Exzentrizität der
Werkzeugaufnahmehülse und damit der Exzentrizität der Schneide 9
der Bohrstange von 1 µm.
Es versteht sich, daß bei einer CNC-gesteuerten Werkzeugmaschine
der Meßvorgang programmgesteuert, d. h. vollautomatisch abläuft.
Auch das Positionieren der Drehstellung der Maschinenspindel 2
erfolgt in der Weise, daß das Kupplungsglied 89 der Verstellvor
richtung der Werkzeugaufnahme 6 auf den Mitnehmer 88 der Drehvor
richtung 81 ausgerichtet ist, und die Steuerung der Tätigkeit
derselben zur Korrektur von Sollwertabweichungen des Flugkreis
durchmessers erfolgt als Teil des Maschinensteuerprogramms
selbsttätig. Das vorstehend beschriebene System eignet sich daher
für eine unbemannte Produktion, insbesondere auch deshalb, weil
mittels der Meßeinrichtung auch Werkzeugbrüche selbsttätig vom
Rechner 11 erkannt werden und dieser sowohl über das Datensicht
gerät 12 eine entsprechende Anzeige liefern als auch ein Alarm
signal abgeben kann.
Claims (7)
1. Meßverfahren zum Ermitteln der Größe des Flugkreisdurch
messers der Schneide eines Umlaufwerkzeuges, das in einer Werk
zeugaufnahme gehalten ist, die zur spanabhebenden Bearbeitung
eines Werkstückes in einer für eine Drehbewegung antreibbaren
Maschinenspindel einer Werkzeugmaschine aufgenommen ist, die eine
durch einen programmierbaren Rechner unterstützte Steuerung sowie
durch diese betätigbare Stelleinrichtungen zum Steuern von Stell
antrieben aufweist, mittels deren durch Verstellen der Maschinen
spindel relativ zum Werkstück Zustellbewegungen des Werkzeuges
innerhalb eines Arbeitsraumes erzeugbar sind, bei welchem Verfah
ren ein Meßkörper, der innerhalb des Arbeitsraumes in einer zur
Spindelachse senkrecht verlaufenden Ebene längs einer Verschiebe
bahn verschiebbar angeordnet ist, mittels der Werkzeugschneide
aus einer Ruhestellung heraus verschoben wird, indem die Schneide
durch eine von einem Maschinenbezugspunkt ausgehende Zustellbewe
gung der Spindelachse an eine dem Bezugspunkt zugekehrte Berüh
rungsfläche des Meßkörpers herangeführt wird, und die Größe des
Flugkreisdurchmessers unter Berücksichtigung der Länge des Zu
stellweges dieser Zustellbewegung berechnet wird, dadurch gekenn
zeichnet, daß für das Heranführen der Schneide an die Berührungs
fläche des Meßkörpers ein Zustellweg x 2 vorbestimmter Länge ge
wählt und die durch diesen Zustellweg x 2 erzeugte Weglänge b
der Verschiebebewegung des Meßkörpers gemessen wird, daß sodann
im Zuge einer zweiten Zustellbewegung mit einem zweiten Zustell
weg x 1 vorbestimmter Länge die Schneide an eine der Berührungs
fläche entgegengesetzte zweite Berührungsfläche des Meßkörpers
herangeführt wird, um diesem längs der Verschiebebahn eine zu der
ersten Verschiebebewegung entgegengesetzt verlaufende zweite Ver
schiebebewegung zu erteilen, daß auch die Größe der Weglänge a
dieser zweiten Verschiebebewegung gemessen wird und daß für die
Berechnung des Flugkreisdurchmessers D die Längen der vorgewähl
ten beiden Zustellwege x 1 und x 2, die Größen der aufgrund
dieser Zustellwege erzeugten und gemessenen Weglängen a bzw. b
der beiden Verschiebebewegungen sowie die in der Richtung der
Verschiebebahn zwischen der ersten und der zweiten Berührungsflä
che gemessene Dicke K des Meßkörpers zugrunde gelegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Heranführen der Schneide an den Meßkörper um die Zustellwege
x 1 und x 2 von einem einzigen Bezugspunkt aus erfolgt und daß
das Messen mindestens der Weglänge a der zweiten Verschiebebewe
gung des Meßkörpers in der Weise durchgeführt wird, daß das Werk
zeug am Ende mindestens des Zustellweges x 1 für die Berührung
der von dem Bezugspunkt abgekehrten Berührungsfläche des Meßkör
pers gedreht wird, so daß die Schneide an der betreffenden Berüh
rungsfläche gleitet und dabei den Meßkörper längs seiner Ver
schiebebahn verschiebt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß mittels eines Signalerzeugers den Weglängen a und b der Ver
schiebebewegungen des Meßkörpers entsprechende Meßsignale erzeugt
und zur Berechnung des Flugkreisdurchmessers D dem Rechner der
Steuerung der Werkzeugmaschine zugeführt werden.
4. Meßeinrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem
der Ansprüche 1 bis 3 bei einer Werkzeugmaschine, die eine für
eine Drehbewegung antreibbare Maschinenspindel aufweist, in der
eine das Umlaufwerkzeug haltende Werkzeugaufnahme aufgenommen ist
und die innerhalb eines Arbeitsraumes mittels Stellantrieben
einer Stelleinrichtung verstellbar ist, die durch eine von einem
programmierbaren Rechner unterstützte Steuerung betätigbar ist,
mit einem in einer zur Spindelachse senkrecht verlaufenden Ebene
längs einer Verschiebebahn verschiebbar gelagerten Meßkörper, der
innerhalb des Arbeitsraumes in solcher Lage angeordnet ist, daß
er durch eine von einem Maschinenbezugspunkt ausgehende Zustell
bewegung der Maschinenspindel durch die Werkzeugschneide berühr
bar und aus einer Ruhestellung längs der Verschiebebahn ver
schiebbar ist, und mit einer Meßeinheit, um in Abhängigkeit vom
Verschieben des Meßkörpers aus seiner Ruhestellung und unter Be
rücksichtigung der Länge des Zustellweges der die Verschiebebewe
gung bewirkenden Zustellbewegung die Größe des Flugkreisdurchmes
sers zu berechnen, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (4)
eine vom Maschinenbezugspunkt abgekehrte zweite Berührungsfläche
für die Werkzeugschneide (9) besitzt, daß der Meßkörper (4) für
aus der Ruhestellung heraus nach zueinander entgegengesetzten
Richtungen längs der Verschiebebahn verlaufende Verschiebebewe
gungen gelagert ist, so daß ihm durch das Heranführen der Werk
zeugschneide (9) an die zweite Berührungsfläche eine zweite Ver
schiebebewegung erteilbar ist, die zu der ersten Verschiebebewe
gung entgegengesetzt verläuft, und daß die dem Meßkörper (4) zu
geordnete Meßeinheit (3) für das Messen der Weglängen (b bzw. a)
sowohl der ersten als auch der zweiten Verschiebebewegung vorge
sehen ist.
5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßeinheit (3) einen Signalerzeuger zum Umsetzen der Grö
ßen der Weglängen (a und b) der Verschiebebewegungen des Meßkör
pers (4) in vom Rechner (10, 11, 12) der Maschine verarbeitbare
Signale aufweist.
6. Meßeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß als Signalerzeuger ein Meßsignal abgebender Meßtaster (59)
mit einem beweglich gelagerten Tastglied (58) sowie ein mit dem
Meßkörper (4) verbundenes Übertragungsgetriebe (52 bis 55) vor
handen ist, mittels dessen aufgrund der Verschiebebewegungen des
Meßkörpers (4) Auslenkbewegungen erzeugbar und auf das Tastglied
(58) übertragbar sind, und daß ein für eine senkrecht zur Ebene
der Verschiebebahn des Meßkörpers (4) und parallel zur Drehachse
(5) der Maschinenspindel (2) verlaufende Bewegung verschiebbar an
der Meßeinheit (3) gelagertes Meßglied (71) vorhanden ist, dessen
Verschiebebewegung über eine durch Verschieben des Meßgliedes
(71) aus dessen Ausgangsstellung in den wirksamen Zustand über
führbare Koppelungseinrichtung (73) und über das Übertragungsge
triebe (52 bis 55) auf das Tastglied (58) des Meßtasters (59)
übertragbar ist.
7. Meßeinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Koppelungseinrichtung (73) eine bei in der Ausgangsstel
lung befindlichem Meßglied (71) sich im Abstand vom Übertragungs
getriebe (52 bis 55) befindende Schrägfläche (74) besitzt, die
durch Herausbewegen des Meßgliedes (71) aus der Ausgangsstellung
als Steuernocken eine zugeordnete Fläche (75) des Übertragungsge
triebes (52 bis 55) beaufschlagt, um die Verschiebebewegung des
Meßgliedes (71) in eine Auslenkbewegung des Übertragungsgetriebes
(52 bis 55) und damit des Tastgliedes (58) des Meßtasters (59)
umzusetzen.
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE19843448088 DE3448088A1 (de) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Werkzeugaufnahme zum anbringen eines umlaufwerkzeuges an einer spindel einer werkzeugmaschine |
DE19843426548 DE3426548A1 (de) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Werkzeugmaschine mit einer durch einen rechner unterstuetzten steuerung sowie werkzeugaufnahme und messeinheit fuer eine werkzeugmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843426548 DE3426548A1 (de) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Werkzeugmaschine mit einer durch einen rechner unterstuetzten steuerung sowie werkzeugaufnahme und messeinheit fuer eine werkzeugmaschine |
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Family Applications (1)
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DE19843426548 Granted DE3426548A1 (de) | 1984-07-19 | 1984-07-19 | Werkzeugmaschine mit einer durch einen rechner unterstuetzten steuerung sowie werkzeugaufnahme und messeinheit fuer eine werkzeugmaschine |
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EP0419754B1 (de) * | 1989-09-25 | 1994-05-18 | GFM Gesellschaft für Fertigungstechnik und Maschinenbau Gesellschaft m.b.H. | Schneidmaschine zum Schneiden von Flachmaterial |
US5283751A (en) * | 1990-04-24 | 1994-02-01 | Tornos-Bechler Sa, Fabrique De Machines Moutier | Control device and method for an incremental numerical axis in a machining station |
US5138799A (en) * | 1991-04-12 | 1992-08-18 | Bryant Grinder Corporation | Probe positioning mechanism for a radius dresser |
GB2551728B (en) | 2016-06-28 | 2020-11-18 | Jaguar Land Rover Ltd | Method for configuring a machine for production of a thread |
CN115343750A (zh) * | 2022-07-22 | 2022-11-15 | 西北核技术研究所 | 伸缩式多方位转动的移动探测平台及其使用方法 |
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DE1988033U (de) * | 1967-09-07 | 1968-06-20 | Werner Junginger | Feinbohrstange. |
DE2502203A1 (de) * | 1975-01-21 | 1976-07-22 | Volkstorf Hans Hermann Dipl In | Automatisches werkzeugkorrektursystem |
US4053252A (en) | 1976-05-05 | 1977-10-11 | Gersch Richard C | Cutting tool holder |
DE2847510A1 (de) * | 1978-11-02 | 1980-06-04 | Hueller Hille Gmbh | Verfahren zur korrektur der laengen und radien von werkzeugen, insbesondere fuer numerisch gesteuerte maschinen mit lage- oder wegmess-systemen mittels soll-ist-vergleiches |
-
1984
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Also Published As
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