DE3906324A1

DE3906324A1 - Device for measuring the position of a workpiece

Info

Publication number: DE3906324A1
Application number: DE3906324A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Jung; Werner Goelter
Original assignee: Schoen und Cie GmbH
Current assignee: Schoen und Cie GmbH
Priority date: 1988-10-11
Filing date: 1989-02-28
Publication date: 1990-04-12
Also published as: IT1236242B; IT8904859A0; DE8915937U1

Abstract

The invention relates to a device for measuring the position of a workpiece, in particular a flat stamped material, with respect to the support plane of a processing device. The workpiece has a surface structure with directionally orientated depressions, such as slits. This device is equipped according to the invention with at least one probe which serves as a measurement aid and upon being positioned on the surface structure of the workpiece automatically moves into one of the directionally oriented depressions and in so doing assumes a specific position (latitude) relative to the relevant depression, as a result of which it is possible to measure the deviation from a prescribed desired position of the position assumed by the probe.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Messen der Lage eines Werkstücks, insbesondere flachen Stanzmaterials, bezüglich der Auflageebene einer Bearbeitungsvorrichtung, insbesondere einer Stanzvorrichtung, wobei das Werkstück eine Oberflächenstruktur mit richtungsorientierten Vertiefungen, z.B. Spalten aufweist. Bei derartigen Werkstücken soll häufig die Bearbeitung in einer bestimmten Richtung zu der vorgege benenen Oberflächenstruktur erfolgen. Beispielsweise soll eine Fußbodenfliese, welche auf ihrer Oberfläche bspw. als Noppen ausgebildete Erhöhungen aufweist, beim Schneiden die Außen kante parallel zu und rundum mit gleichem Abstand von den Noppenreihen verlaufen. Die Fliese muß deshalb vor dem Be schneiden (Stanzen) entsprechend genau in der Stanzmaschine positioniert werden, und zwar entweder direkt unter dem Stanz messer oder vorher auf einer Trägerplatte, welche dann in definierter Position unter dem Stanzmesser eingespannt wird. Das genaue Ausrichten geschieht bisher weitgehend visuell und manuell.The invention relates to a device for measuring the Position of a workpiece, in particular flat stamping material, with respect to the support level of a processing device, in particular a punching device, the workpiece being a Surface structure with directional recesses, e.g. Has columns. Such workpieces are said to often the processing in a certain direction to the previous one surface structure. For example, a Floor tile, which on its surface, for example, as knobs has trained elevations when cutting the outside edge parallel to and all around with the same distance from the Rows of knobs run. The tile must therefore before loading cut (punching) exactly in the punching machine positioned, either directly under the punch knife or beforehand on a carrier plate, which then in defined position under the punch knife is clamped. The exact alignment has so far largely been done visually and manually.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, mit welcher die genaue Lage des Werkstücks bezüglich der Auflageebene der Bearbei tungsvorrichtung gemessen und danach anschließend selbsttätig eine Positionierung des Werkstücks oder des Werkzeugs vorge nommen werden kann.The object of the present invention is a device to propose the generic type with which the exact Position of the workpiece with respect to the working plane tion device measured and then then automatically a positioning of the workpiece or the tool is pre-selected can be taken.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen gelöst durch mindestens einen als Meßhilfe dienenden Taster, welcher sich beim Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur des Werkstücks selbsttätig in eine der richtungsorientierten Vertiefungen bewegt und dabei eine bestimmte vorzugsweise mittige Lage relativ zu der betreffenden Vertiefung einnimmt und die Ab weichung der von dem Taster eingenommenen Lage von einer vorgegebenen Sollage meßbar ist. Ein entsprechendes Meßwert signal kann dann zur genauen Positionierung des Werkstückes und/oder des Werkzeuges ausgenutzt werden.This object is essentially achieved according to the invention by at least one button serving as a measuring aid, which itself when placed on the surface structure of the workpiece automatically in one of the direction-oriented recesses moves and a certain preferably central position relative to the relevant recess and the Ab the position occupied by the button deviates from one predetermined target position is measurable. A corresponding measured value signal can then be used to precisely position the workpiece and / or the tool can be used.

Auf diese Weise ist es sehr leicht möglich, die Lage des Werkstücks relativ zu der von einer Tischplatte der Bearbei tungsvorrichtung bestimmten Auflageebene zu messen und daraus die erforderliche Verschiebung und/oder Verdrehung des Werk stücks oder des Werkzeugs in die richtige Sollposition abzu leiten.In this way it is very easy to determine the location of the Workpiece relative to that of a table top of machining device to measure certain support level and from it the required displacement and / or rotation of the work piece or the tool in the correct target position conduct.

Dies kann insbesondere dann sehr einfach bewerkstelligt wer den, wenn gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung der Taster aufgrund seines Eigengewichts in die richtungs orientierte Vertiefung des Werkstücks gelangt und dabei selbsttätig eine bestimmte, vorzugsweise mittige Lage relativ zu der betreffenden Vertiefung einnimmt. Auf diese Weise werden besondere Antriebsmittel für den Taster, um diesen in die genaue Meßposition in der Vertiefung zu bringen, entbehr lich. This can be done very easily by anyone the, if according to a special embodiment of the invention the button due to its own weight in the direction oriented deepening of the workpiece automatically a certain, preferably central position relative to the relevant deepening. In this way be special drive means for the button to this in There is no need to bring the exact measuring position into the recess Lich.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Taster in seinem Tast querschnitt länglich ausgebildet ist und seine Längsachse in Richtung der richtungsorientierten Vertiefung verläuft.It is particularly advantageous if the button is in its button cross-section is elongated and its longitudinal axis in Direction of the direction-oriented deepening.

Die selbsttätige Meßposition des Tasters kann insbesondere dann auf einfache Weise erreicht werden, wenn er eine Walze aufweist oder von einer solchen gebildet wird.The automatic measuring position of the button can in particular then can be easily achieved if he has a roller has or is formed by such.

Dabei ist die Breite des Tasters, insbesondere der Walze, vorzugsweise größer als die Breite der richtungsorientierten Vertiefung, so daß sich der Taster zwangsläufig nur in Längs richtung der Vertiefung und nicht quer dazu einstellen kann. Ist eine Oberflächenstruktur, wie bei den erwähnten Noppen einer Fußbodenfliese, vorhanden, bei welcher der diagonale Abstand der Noppen größer ist als der geringste Abstand der Noppen in einer Noppenreihe, so ist der Taster selbstverständ lich zweckmäßigerweise breiter als die größte Breite der Ver tiefungen der Oberflächenstruktur, so daß der Taster beim Auftreffen auf die Oberflächenstruktur eine bestimmte Lage in der Vertiefung einnehmen kann.The width of the button, especially the roller, preferably larger than the width of the directional Deepening, so that the button is inevitably only in the longitudinal direction direction of the recess and not transverse to it. Is a surface structure, like the knobs mentioned a floor tile, in which the diagonal The distance between the knobs is greater than the smallest distance Knobs in a row of knobs, so the button goes without saying Lich expediently wider than the largest width of the Ver depressions of the surface structure, so that the button at Impinging on the surface structure in a particular position the depression can take.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens weist die Meßein richtung ein Meßgerät zum Ermitteln der von dem Taster nach dem Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur eingenommenen Lage auf, welches ein von einer Positioniereinrichtung für das Werkstück oder das Werkzeug auswertbares Stellsignal liefert. Auf diese Weise kann die erfindungsgemäße Meßeinrichtung selbsttätig mit der Positioniereinrichtung des Werkstücks oder des Werkzeugs zusammenarbeiten, so daß nach dem Auflegen des Werkstücks auf die Tischplatte der Bearbeitungseinrichtung im Bereich der Meßeinrichtung keine weiteren Handhabungen für die exakte Positionierung des Werkstücks mehr erforderlich sind. In a further development of the inventive concept, the Messein direction a measuring device for determining the by the button the position taken on the surface structure on which one of a positioning device for the Workpiece or the tool delivers evaluable control signal. In this way, the measuring device according to the invention automatically with the positioning device of the workpiece or of the tool work together so that after placing the Workpiece on the table top of the processing device in the Area of the measuring device no further handling for the exact positioning of the workpiece are required.

Dabei kann das Meßgerät bspw. einen Meßfühler zum Ermitteln der von dem Taster beim Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur eingenommenen Lage aufweisen. Es kann aber zum gleichen Zweck z.B. als Lasergerät zur berührungslosen Messung ausgebildet sein.The measuring device can, for example, a measuring sensor for determining that of the button when it is placed on the surface structure have taken position. But it can do the same thing e.g. designed as a laser device for non-contact measurement be.

Die Meßeinrichtung kann dann ihre Funktionen bei einfacher Ausgestaltung besonders sicher ausführen, wenn der Taster mittels einer Kolben-Zylinder-Einheit auf die Oberflächen struktur des Werkstücks absenkbar ist.The measuring device can then simplify its functions Design especially safe when the button by means of a piston-cylinder unit on the surfaces structure of the workpiece can be lowered.

Dabei kann der Taster bspw. höhenbeweglich an Haltern eines Lagerblocks aufgenommen sein, wobei der Lagerblock vorzugs weise mittels der Kolben-Zylinder-Einheit höhenverstellbar ist.For example, the button can be moved vertically on holders of one Bearing blocks can be added, the bearing block preferred adjustable in height by means of the piston-cylinder unit is.

Um zu gewährleisten, daß der Taster im wesentlichen aufgrund seines Eigengewichts die gewünschte Drehlage in einer Ver tiefung der Oberflächenstruktur einnimmt, ist bei einer wei teren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung der als Walze ausgebildete Taster an seinen beiden Stirnflächen mit zuein ander koaxialen Stiften ausgestattet, welche in je einem Durchbruch der in entsprechendem Abstand voneinander an dem Lagerblock angeordneten Haltern aufgenommen, wobei die Durch brüche größere Abmessungen haben als der Querschnitt der Stifte. Auf diese Weise hängt die Walze lose in den Durch brüchen und kann sich beim Aufsetzen auf die Oberflächen struktur nach Höhe und Seitenlage an der Kolben-Zylinder-Ein heit frei bewegen.To ensure that the button is essentially due its own weight the desired rotational position in a ver deepening of the surface structure is with a white teren advantageous embodiment of the invention as a roller trained buttons on both of his end faces other coaxial pins, each in one Breakthrough at the appropriate distance from each other Bearing block arranged holders added, the through fractions have larger dimensions than the cross section of the Pencils. In this way, the roller hangs loosely in the through and can break when placed on the surfaces structure according to height and lateral position on the piston-cylinder-in move freely.

Dabei sind die Stifte vorzugsweise exzentrisch an den Stirn flächen der Walze angeordnet, so daß die Walze aufgrund ihres Eigengewichts eine stabile Ausgangslage in den Durchbrüchen einnimmt. The pins are preferably eccentric on the forehead arranged surfaces of the roller, so that the roller due to their Own weight a stable starting position in the breakthroughs occupies.

Beim Absenken des Tasters wird dieser - ggf. nach einer relativ zu den Haltern frei beweglichen anfänglichen Orien tierungsphase des Tasters - von einem federvorgespannten Drückerfuß in Richtung der Oberflächenstruktur beaufschlagt, so daß die Walze für den Meßvorgang ihre eingenommene Lage sicher beibehält.When lowering the probe this is - possibly after a relatively movable relative to the holder orien orientation phase of the probe - acted upon by a spring-loaded presser foot in the direction of the surface structure, so that the roller for the measuring process safely maintains its position.

Der Drückerfuß kann dabei bpsw. auf die Mantelfläche der Walze einwirken.The presser foot can bpsw. on the outer surface of the roller act.

Bei einer konstruktiv einfachen Lösung ist dabei der Drücker fuß mit der diesen beaufschlagenden Feder in bzw. an dem Lagerblock gelagert.With a structurally simple solution, the handle is foot with the spring acting on it in or on the Bearing block stored.

Die Feder kann dabei vorzugsweise in einer Bohrung des Lager blocks aufgenommen sein, welche auch als Führung für den Drückerfuß dient.The spring can preferably be in a bore of the bearing blocks, which can also be used as a guide for the Presser foot serves.

Die Ermittlung der selbsttätig auf der Oberflächenstruktur eingenommenen Lage des Tasters kann im Rahmen der Erfindung bspw. dadurch erfolgen, daß der Meßfühler in seiner Ausgangs stellung mit seiner Kuppe oberhalb des Tasters in den Um fangsbereich des Tasters hineinragt, also bspw. über den Außenumfang der Walze nach innen ragt, bzw. in eine solche Position verstellbar ist. So kann bspw. der Meßfühler in einer Ruheposition oberhalb der Walze angeordnet sein, dann aber beim Andrücken der Walze gegen die Oberflächenstruktur durch Relativbewegung in den Umfangsbereich der Walze gelangen, wodurch der Meßfühler entsprechend verschoben wird und das Meßgerät ein dem Verschiebeweg entsprechendes Stellsignal abgibt, welches ein Maß ist, um welches die tatsächlich fest gestellte Lage der Walze von einer vorgegebenen Sollage ab weicht. Die Lage des Tasters kann aber bspw. auch mittels Lichtschranken od. dgl. erfolgen. The determination of the automatically on the surface structure assumed position of the button can be within the scope of the invention For example, take place in that the sensor in its output position with its tip above the button in the round catchment area of the button protrudes, e.g. over the The outer circumference of the roller protrudes inwards or into one Position is adjustable. For example, the sensor in a Rest position above the roller, but then when pressing the roller against the surface structure Relative movement reach the circumferential area of the roller, whereby the sensor is moved accordingly and that Measuring device a control signal corresponding to the displacement emits what is a measure by which it is actually fixed set position of the roller from a predetermined target position gives way. The position of the button can also be, for example Photoelectric switches or the like.

Vorzugsweise ist das Meßgerät mit dem Meßfühler an dem Lager stück gehalten, so daß es mit diesem auch höhenverstellbar ist und die Meßeinrichtung eine kompakte Baueinheit darstellt, welche auch einfach nachgerüstet werden kann.Preferably, the measuring device with the sensor is on the bearing piece held so that it is height adjustable with this and the measuring device represents a compact structural unit, which can also be easily retrofitted.

Statt fest an dem Maschinengestell befestigt zu sein, kann die Meßeinrichtung parallel zur Auflageebene auch verstellbar und/oder verdrehbar gehalten sein, so daß an mehreren Stellen des Werkstückes in X-Richtung und/oder Y-Richtung eines maschinenfesten Achsenkreuzes gemessen werden kann.Instead of being firmly attached to the machine frame, the measuring device can also be held in an adjustable and / or rotatable manner parallel to the support plane, so that measurements can be made at several points on the workpiece in the X direction and / or Y direction of a machine-fixed axis cross.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann auch mehr als ein in unterschiedlichen oder gleichen Richtungen zueinander wirksamer Taster vorgesehen sein, wobei die Taster bspw. in X-Richtung und/oder Y-Richtung eines maschinenfesten Achsen kreuzes wirksam sind. Durch die Anordnung zweier in 90° zu einander stehender Meßwalzen läßt sich bspw. die Lage in einem X-Y-Koordinatensystem der Auflageebene bestimmen. Durch die Anordnung einer weiteren Meßwalze in einer der beiden Achsen kann auch die Parallelität zu einer der Achsen gemessen werden.In a further development of the inventive concept, more than one button that is effective in different or the same directions relative to one another can be provided, the buttons being effective, for example, in the X direction and / or Y direction of a machine-fixed axis cross. The position in an XY coordinate system of the support plane can be determined, for example, by arranging two measuring rollers at 90 ° to one another. By arranging a further measuring roller in one of the two axes, the parallelism to one of the axes can also be measured.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich darge stellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further goals, features, advantages and possible applications of the present invention result from the following Description of exemplary embodiments with reference to the drawing. All described and / or pictorially form presented features for themselves or in any more meaningful Combining the subject of the present invention, too regardless of their summary in the claims or their dependency.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht (teilweise geschnitten) eine die Erfindung aufweisende Meßeinrichtung in Ruhestellung, Fig. 1 shows schematically a measuring device comprising the invention in side view (partially cut away) in the rest position,

Fig. 2 die Meßeinrichtung von Fig. 1, nachdem der als Walze ausgebildete Taster auf das Werkstück abgesenkt worden ist, Fig. 2 shows the measuring device of Fig. 1 after the switch designed as a roller has been lowered onto the workpiece,

Fig. 3 die Meßeinrichtung von Fig. 1, nachdem durch weitere Absenkung des Lagerblocks relativ zum Werkstück der Drückerfuß auf der Walze sitzt, Fig. 3, the measuring device of Fig. 1 after sitting by further lowering of the bearing block relative to the workpiece, the presser on the roll,

Fig. 4 die Meßeinrichtung von Fig. 1, wobei das Meßgerät im Einsatz ist, indem der Lagerblock mit dem Meßgerät noch weiter auf das Werkstück zu abgesenkt worden ist, so daß der Meßfühler in den Umfangsbereich der Walze gelangt und dabei der Meßfühler mit seiner Kuppe auf die Mantelfläche der Walze getroffen und seitlich entsprechend der Abweichung der Walze von der Sollage verschoben worden ist, Fig. 4 shows the measuring device of Fig. 1, wherein the measuring device is in use, in that the bearing block with the measuring device has been lowered further towards the workpiece, so that the sensor reaches the circumferential area of the roller and the sensor with its tip has hit the lateral surface of the roller and has been shifted laterally in accordance with the deviation of the roller from the desired position,

Fig. 5 die Meßeinrichtung aus Pfeilrichtung V von Fig. 1, Fig. 5, the measuring device from the direction of arrow V of Fig. 1,

Fig. 6 in Draufsicht eine Bodenfliese mit Oberflächennoppen und möglichen Stellungen der Meßeinrichtung, und Fig. 6 in plan view of a floor tile with surface knobs and possible positions of the measuring device, and

Fig. 7 schematisch in Seitenansicht eine Meßeinrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform mit einem Meßgerät für die berührungslose Lagemessung der Achse relativ zu einem Sollwert. Fig. 7 schematically in side view of a measuring device according to another embodiment with a measuring device for the contactless position measurement of the axis relative to a target value.

Ein, im dargestellten Falle als Bodenfliese mit auf seiner Oberfläche mit Noppen als Erhöhungen 14 ausgebildetes Werk stück 1 liegt gemäß Fig. 1 auf einer die Auflageebene E be stimmenden Tischplatte 2 unterhalb der erfindungsgemäßen Meßeinrichtung 3. Zwischen den als Noppen ausgebildeten Er höhungen 14 verlaufen als Spalten ausgebildete Vertiefungen 14′, wie auch aus Fig. 6 in Draufsicht erkennbar. Derartige Fliesen sollen so gestanzt werden, daß die Außenkanten rundum in gleichem Abstand von und parallel zu den Noppenreihen ver laufen. Um die richtige Lage des Werkstücks 1 auf der von der Tischplatte 2 gebildeten Auflageebene E relativ zu dem Werk zeug zu erreichen, wird mittels der erfindungsgemäßen Meßein richtung 3 die zunächst zufällig eingenommene Lage in X-, Y- und die Abweichung von der Parallelität zu einer der Achsen gemessen und daraus die erforderliche Abweichung von einem Sollwert bestimmt. Die festgestellte Abweichung kann dann zur Positionierung des Werkstücks 1 relativ zu dem Werkzeug (oder umgekehrt) genutzt werden, so daß die richtige Relativlage eingenommen wird.A, in the illustrated case as a floor tile with on its surface with knobs as elevations 14 work piece 1 is shown in FIG. 1 on a support plane E be table top 2 below the measuring device 3rd Between the heights 14 designed as knobs he runs as columns formed recesses 14 ', as can be seen in Fig. 6 in plan view. Such tiles should be punched so that the outer edges run all the same distance from and parallel to the rows of knobs ver. In order to achieve the correct position of the workpiece 1 on the support plane E formed by the table top 2 relative to the tool, the initially assumed position in X -, Y - and the deviation from the parallelism to one are measured by means of the measuring device 3 according to the invention of the axes are measured and the required deviation from a setpoint is determined. The determined deviation can then be used to position the workpiece 1 relative to the tool (or vice versa) so that the correct relative position is assumed.

Die Meßeinrichtung 3 weist zu diesem Zweck eine ortsfest an einem Maschinengestell angebrachte Kolben-Zylinder-Einheit 4 mit Kolben 4′ und Kolbenstange 4′′ auf. An der Kolbenstange 4′′ ist ein Lagerblock 5 befestigt. In einer Bohrung 15 des Lagerblockes 5 ist ein Drückerfuß 6 geführt, welcher sich gegen eine Feder 13 in der Bohrung 15 nach oben abstützt. Wie insbesondere aus Fig. 5 erkennbar, sind seitlich an dem Lager block 5 nach unten vorragende Verlängerungen 7 mit Durch brüchen 8 angebracht, welche sich nach unten konisch ver jüngen. Ein als Walze 9′ ausgebildeter Taster 9 hängt zunächst mit exzentrisch aber koaxial zueinander an ihren Stirnflächen angebrachten Stiften 10 in den unteren konisch verjüngten Enden Durchbrechungen 8. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Breite B der Walze 9′ um ein Mehrfaches größer als die Breite b der zwischen den als Noppen ausgebildeten Erhöhungen 14 verlaufenden spaltenförmigen Vertiefungen 14′.For this purpose, the measuring device 3 has a piston-cylinder unit 4 with a piston 4 'and a piston rod 4 ''which is fixedly attached to a machine frame. On the piston rod 4 '' a bearing block 5 is attached. A presser foot 6 is guided in a bore 15 of the bearing block 5 and is supported upwards against a spring 13 in the bore 15 . As can be seen in particular from Fig. 5, are laterally attached to the bearing block 5 downward projecting extensions 7 with breakthroughs 8 , which taper conically downwards. A designed as a roller 9 'button 9 initially hangs with eccentric but coaxial to each other on their end faces attached pins 10 in the lower tapered ends openings 8th As can be seen from Fig. 5, the width B of the roller 9 'is several times larger than the width b of the column-shaped depressions 14 ' extending between the elevations 14 formed as knobs.

Ein Meßgerät 11 ist mittels eines Halters 12 so an dem Lager block 5 festgeklemmt, daß ein Meßfühler 11′ von der Seite her zunächst mit seiner Kappe oberhalb der Walze 9′ über den Außenumfang der Walze 9′ nach innen ragt. Der Meßfühler 11′ befindet sich in den Fig. 1 bis 3 noch oberhalb der Walze 9′ und gelangt erst in der in Fig. 4 abgesenkten Stellung des Lagerblocks 5 in Eingriff mit dem Mantel 9′′ der Walze 9′.A measuring device 11 is clamped to the bearing block 5 by means of a holder 12 so that a sensor 11 'protrudes from the side with its cap above the roller 9 ' over the outer circumference of the roller 9 'to the inside. The sensor 11 'is in FIGS . 1 to 3 still above the roller 9 ' and only comes into engagement with the casing 9 '' of the roller 9 'in the lowered position of the bearing block 5 in FIG. 4.

In Fig. 1 ist die Meßeinrichtung 3 in ihrer Ruhestellung dargestellt. Das Werkstück 1 ist von Hand so vorpositioniert, daß eine spaltenförmige Vertiefung 14′ unter der Walze 9′ und etwa parallel zu deren Längsachse verläuft. In Fig. 2 ist durch Abwärtsbewegen des Lagerblocks 5 mittels der Kolben- Zylinder-Einheit 4 die Walze 9′ mit der Oberflächenstruktur 14, 14′ des Werkstücks 1 in Berührung gebracht. Da sich in dieser Phase die Walze 9′ mit ihren Stiften 10 abgesehen von dem Auflager frei bewegen kann, hat sie Gelegenheit, während der weiteren Abwärtsbewegung des Lagerblocks 5 mit den Halte rungen 7 sich genau mittig auf eine spaltförmige Vertiefung 14′ zwischen den als Noppen ausgebildeten Erhöhungen 14 der Oberflächenstruktur 14, 14′ des Werkstücks 1 einzupendeln, da die Durchbrechungen 8 eine hinreichende Breite und Höhe im Vergleich zu den Querschnittsabmessungen der Stifte 10 haben. Gemäß Fig. 3 hat die Walze 9′ ihre mittige Position in der Vertiefung 14′ eingenommen und ist entsprechend der Abweichung der Lage der Vertiefung 14′ von einem Sollwert relativ zu der Mittenebene der Durchbrüche 8 geringfügig seitlich ausgelenkt. Der Lagerblock 5 ist mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 4 so weit abgesenkt, daß der Drückerfuß 6 auf die Mantelfläche 9′′ der Walze 9′ auftrifft und diese unter der Kraft der Feder 13 in die Vertiefung 14′ des Werkstücks 1 drückt. Bei der weite ren Abwärtsbewegung des Lagerblocks 5 kommt der Fühler 11′ in Berührung mit dem Mantel 9′′ der Walze 9′, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, und wird dadurch in seiner Längsrichtung ver schoben, und zwar unter Berücksichtigung der Abweichung der Lage der Walze 9′ von einem vorgegebenen Sollwert. Dabei erzeugt das Meßgerät 11 ein Stellsignal, welches dem Ver schiebeweg des Meßfühlers 11′ entspricht. Dieses Stellsignal kann in einer entsprechenden Steuereinrichtung in Bewegungs befehle für die Positionierung des Werkstücks 1 und/oder des Werkzeugs umgesetzt werden, sei es, daß der Teil der Tisch platte 2, auf welchem das Werkstück 1 liegt, entsprechend verschoben wird, sei es, daß mittels verschiebbarer Anschläge auf das Werkstück 1 eingewirkt wird, sei es, daß das Werkzeug zur Einnahme der richtigen Position über dem Werkstück 1 verschoben wird. Der Lagerblock 5 wird danach mit den daran bzw. darin angebrachten bzw. untergebrachten Teilen in die Ruhelage gemäß Fig. 1 zurückgefahren. Fig. 1 bis 4 veran schaulichen den Meßvorgang für eine Achse X oder Y eines maschinenfesten Koordinatensystems.In Fig. 1, the measuring device 3 is shown in its rest position. The workpiece 1 is pre-positioned by hand so that a columnar depression 14 'under the roller 9 ' and approximately parallel to its longitudinal axis. In Fig. 2, the roller 9 'is brought into contact with the surface structure 14 , 14 ' of the workpiece 1 by moving the bearing block 5 by means of the piston-cylinder unit 4 . Since in this phase the roller 9 'can move freely with its pins 10 apart from the support, it has the opportunity, during the further downward movement of the bearing block 5 with the stanchions 7 , exactly in the middle of a gap-shaped depression 14 ' between as knobs trained elevations 14 of the surface structure 14 , 14 'of the workpiece 1 , since the openings 8 have a sufficient width and height compared to the cross-sectional dimensions of the pins 10 . Referring to FIG. 3, the roller 9 'its central position in the recess 14' has assumed, and the deviation of the position of the recess is correspondingly deflected 14 'from a target value relative to the center plane of the through holes 8 is slightly laterally. The bearing block 5 is so far lowered by means of the piston-cylinder unit 4 that the presser foot 6 strikes the outer surface 9 '' of the roller 9 'and presses it under the force of the spring 13 into the recess 14 ' of the workpiece 1 . In the wide ren downward movement of the bearing block 5 , the sensor 11 'comes into contact with the jacket 9 ''of the roller 9 ', as shown in Fig. 4, and is thereby pushed ver in its longitudinal direction, taking into account the deviation the position of the roller 9 'from a predetermined target value. In this case, the measuring device 11 generates a control signal which corresponds to the displacement path of the probe 11 Ver '. This control signal can be implemented in a corresponding control device in motion commands for the positioning of the workpiece 1 and / or the tool, be it that the part of the table top 2 , on which the workpiece 1 lies, is shifted accordingly, be it that is acted on the workpiece 1 by means of displaceable stops, be it that the tool for moving to the correct position is moved over the workpiece 1 . The bearing block 5 is then moved back to the rest position according to FIG. 1 with the parts attached or accommodated therein. Veran Fig. 1 to 4 illustrate the measuring operation for an axis X or Y of a machine-fixed coordinate system.

Die Walze 9′ muß ersichtlich einen Mindestradius haben, welcher sich aus den geometrischen Verhältnissen (Breite b und Tiefe t) der Vertiefungen 14′ leicht errechnet. Ist die Vertiefung 14′ beispielsweise tiefer als breit, so muß der Radius r der Walze 9′ größer oder gleich der Hälfte der Breite b der Ver tiefung sein. Ist die Vertiefung 14′ breiter als tief so gilt als Grenzwert für die Beziehung zwischen Radius r der Walze 9′ der Breite b und der Tiefe t der Vertiefung 14′: r ²=(r-t)² + (b/2)². The roller 9 'must clearly have a minimum radius, which is easily calculated from the geometric relationships (width b and depth t ) of the recesses 14 '. If the recess 14 ', for example, deeper than wide, the radius r of the roller 9 ' must be greater than or equal to half the width b of the recess. If the recess 14 'is wider than deep, the limit for the relationship between the radius r of the roller 9 ', the width b and the depth t of the recess 14 'is: r ² = ( rt ) ² + ( b / 2) ² .

Fig. 6 veranschaulicht am Beispiel eines als Fliese ausge bildeten Werkstücks 1, welches eine Oberflächenstruktur 14, 14′ aus als Noppen ausgebildeten Erhöhungen 14 und dazwischen verbleibenden als Spalten ausgebildete Vertiefungen 14′ auf weist, wie dieses mittels unterschiedlicher Positionen einer oder mehrerer erfindungsgemäßer Meßvorrichtung(en) 3 ₁, 3 ₂ und 3 ₃ in seiner Lage bezüglich der X-Achse, der Y-Achse oder der Parallelität zu einer der beiden Achsen in der Auflageebene E ausgemessen werden kann, wobei zwei Meßeinrichtungen 3 ₁ und 3 ₂ parallel zueinander und die dritte Meßeinrichtung 3 ₂ senkrecht dazu arbeitet. Durch die Meßeinrichtung 3 ₁ wird die Lage des Werkstückes 1 in der X-Achse und durch die Meßeinrichtung 3 ₃ in der Y-Achse gemessen. Ein Vergleich der Meßwerte der Meß einrichtungen 3 ₁ und 3 ₂ ergibt eine Abweichung in der Pa rallelität zu dem X-Y-Achsenkreuz. Fig. 6 illustrates using the example of a tile formed workpiece 1 , which has a surface structure 14 , 14 'from raised bumps 14 and therebetween remaining recesses 14 ' formed on how this by means of different positions of one or more measuring device according to the invention ( en) 3 ₁ , 3 ₂ and 3 ₃ can be measured in their position with respect to the X axis, the Y axis or the parallelism to one of the two axes in the support plane E , two measuring devices 3 ₁ and 3 _{2 being} parallel to one another and the third measuring device 3 _{2 works} perpendicular to it. ₁ by the measuring device 3, the position of the workpiece 1 in the X axis, and by the measuring device 3 ₃ in the Y axis is measured. A comparison of the measured values of the measuring devices 3 ₁ and 3 ₂ reveals a deviation in the parallelism to the XY axis cross.

In Fig. 7 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der ein von der Meßeinrichtung 3 unabhängiges Meßgerät 11 bspw. auf der Tischplatte 2 außerhalb des Werkstückes 1 ange ordnet ist. Die Messung auf die Mantelfläche 9′′ der Walze 9′ erfolgt berührungslos. Dazu kann bspw. ein Lasergerät 16 mit Laserstrahl 17 verwendet werden.In Fig. 7, an embodiment of the invention is shown, in which an independent of the measuring device 3 measuring device 11, for example. On the table top 2 outside the workpiece 1 is arranged. The measurement on the lateral surface 9 '' of the roller 9 'is carried out without contact. For example, a laser device 16 with a laser beam 17 can be used for this purpose.

Statt einer berührungslosen Messung mit Lasergerät 16 kann die Messung auch mit einem ortsfesten Meßgerät 11 in Verbindung mit einer in Richtung auf die Walze 9′ verfahrbaren Kolben-Zy linder-Einheit durchgeführt werden. Instead of a non-contact measurement with laser device 16 , the measurement can also be carried out with a stationary measuring device 11 in conjunction with a piston-cylinder unit which can be moved in the direction of the roller 9 '.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

1 Werkstück
2 Tischplatte
3 Meßeinrichtung
4 Kolben-Zylinder-Einheit
4′ Kolben
4′′ Kolbenstange
5 Lagerblock
6 Drückfuß
7 Verlängerungen
8 Durchbrüche
9 Taster
9′ Walze
9′′ Mantelfläche
10 Stifte
11 Meßgerät
11′ Meßfühler
12 Halter
13 Feder
14 Erhöhungen
14′ Vertiefungen
15 Bohrung
16 Lasergerät
17 Laserstrahl
B Breite
b Breite
E Auflageebene 1 workpiece
2 table top
3 measuring device
4 piston-cylinder unit
4 ′ pistons
4 ′ ′ piston rod
5 bearing block
6 presser foot
7 extensions
8 breakthroughs
9 buttons
9 ′ roller
9 '' lateral surface
10 pens
11 measuring device
11 ′ sensor
12 holders
13 spring
14 increases
14 ' wells
15 hole
16 laser device
17 laser beam
B width
b width
E support level

Claims

1. Einrichtung zum Messen der Lage eines Werkstückes (1), insbesondere flachen Stanzmaterials, bezüglich der Auflage ebene (E) einer Bearbeitungsvorrichtung, wobei das Werkstück (1) eine Oberflächenstruktur (14, 14′) mit richtungsorien tierten Vertiefungen (14′), z.B. Spalten aufweist, gekenn zeichnet durch mindestens einen als Meßhilfe dienenden Taster (9), welcher sich beim Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur (14, 14′) des Werkstücks (1), selbsttätig in eine der rich tungsorientierten Vertiefungen (14′) bewegt und dabei eine bestimmte, vorzugsweise mittige Lage relativ zu der betreffen den Vertiefung (14′) einnimmt und die Abweichung der von dem Taster (9) eingenommenen Lage von einer vorgegebenen Sollage meßbar ist.1. Device for measuring the position of a workpiece ( 1 ), in particular flat punching material, with respect to the support plane ( E ) of a processing device, the workpiece ( 1 ) having a surface structure ( 14 , 14 ') with directionally oriented recesses ( 14 '), For example, has columns, characterized by at least one probe ( 9 ) serving as a measuring aid, which automatically moves into one of the direction-oriented recesses ( 14 ') when it is placed on the surface structure ( 14 , 14 ') of the workpiece ( 1 ) and thereby occupies a certain, preferably central position relative to the relevant recess ( 14 ') and the deviation of the position assumed by the button ( 9 ) from a predetermined target position can be measured.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (9) aufgrund seines Eigengewichts in die richtungs orientierte Vertiefung (14′) des Werkstücks (1) gelangt und dabei selbsttätig eine bestimmte, vorzugsweise mittige Lage relativ zu der betreffenden Vertiefung (14′) einnimmt.2. Device according to claim 1, characterized in that the button ( 9 ) due to its own weight in the directionally oriented recess ( 14 ') of the workpiece ( 1 ) and thereby automatically a certain, preferably central position relative to the relevant recess ( 14th ') Occupies.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Taster (9) in seinem Tastquerschnitt länglich ausgebildet ist und seine Längsachse in Richtung der rich tungsorientierten Vertiefung (14′) verläuft.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the button ( 9 ) is elongated in its tactile cross section and its longitudinal axis extends in the direction of the direction-oriented recess ( 14 ').

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (9) eine Walze (9′) aufweist.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the button ( 9 ) has a roller ( 9 ').

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) des Tasters (9), insbe sondere der Walze (9′), größer ist als die Breite (b) der richtungsorientierten Vertiefung (14′). 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the width ( B ) of the button ( 9 ), in particular the special roller ( 9 '), is greater than the width ( b ) of the directionally oriented recess ( 14 ') .

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeich net durch ein Meßgerät (11, 11′) zum Ermitteln der von dem Taster (9) nach dem Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur (14, 14′) eingenommenen Lage welches ein von einer Positionier einrichtung für das Werkstück (1) oder das Werkzeug auswert bares Stellsignal liefert.6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized by a measuring device ( 11 , 11 ') for determining the position taken by the button ( 9 ) after being placed on the surface structure ( 14 , 14 '), which is a positioner device for the workpiece ( 1 ) or the tool provides a controllable control signal.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (11) einen Meßfühler (11′) zum Ermitteln der von dem Taster (9) beim Aufsetzen auf die Oberflächenstruktur (14, 14′) eingenommenen Lage aufweist, oder, zum gleichen Zweck z.B. als Lasergerät (16) ausgebildet, zur berührungslosen Messung geeignet ist.7. Device according to claim 6, characterized in that the measuring device ( 11 ) has a sensor ( 11 ') for determining the position assumed by the button ( 9 ) when placed on the surface structure ( 14 , 14 '), or, to the same Purpose, for example as a laser device ( 16 ), is suitable for contactless measurement.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (9) mittels einer Kolben-Zylin der-Einheit (4) auf die Oberflächenstruktur (14, 14′) des Werkstücks (1) absenkbar ist.8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the button ( 9 ) by means of a piston-cylinder unit ( 4 ) on the surface structure ( 14 , 14 ') of the workpiece ( 1 ) can be lowered.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (9) höhenbeweglich an Haltern (7) eines Lagerblocks (5) aufgenommen ist.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the button ( 9 ) is vertically movable on holders ( 7 ) of a bearing block ( 5 ).

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerblock (5) mittels der Kolben-Zylinder-Einheit (4) höhenverstellbar ist.10. The device according to claim 9, characterized in that the bearing block ( 5 ) by means of the piston-cylinder unit ( 4 ) is adjustable in height.

11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeich net, daß der als Walze (9′) ausgebildete Taster (9) an seinen beiden Stirnflächen zueinander koaxiale Stifte (10) aufweist, welche in je einem Durchbruch (8) von in entsprechendem Ab stand voneinander an dem Lagerblock (5) angeordneten Haltern (7) aufgenommen sind. 11. The device according to claim 9 or 10, characterized in that the roller ( 9 ') formed button ( 9 ) on its two end faces to each other coaxial pins ( 10 ), each in an opening ( 8 ) from in a corresponding Ab stood from each other on the bearing block ( 5 ) arranged holders ( 7 ) are received.

12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Stifte (10) exzentrisch an den Stirnflächen der Walze (9′) angeordnet sind.12. The device according to claim 11, characterized in that the pins ( 10 ) are arranged eccentrically on the end faces of the roller ( 9 ').

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch ge kennzeichnet, daß beim Absenken des Tasters (9) dieser - ggf. nach einer relativ zu den Haltern (7) frei beweglichen anfäng lichen Orientierungsphase des Tasters (9) - von einem feder vorgespannten Drückerfuß (6) in Richtung der Oberflächen struktur (14, 14′) beaufschlagt wird.13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that when lowering the button ( 9 ) this - optionally after a relative to the holders ( 7 ) freely movable initial orientation phase of the button ( 9 ) - by a spring biased presser foot ( 6 ) in the direction of the surface structure ( 14 , 14 ') is applied.

14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Drückerfuß (6) auf die Mantelfläche (9′′) der Walze (9′) einwirkt.14. The device according to claim 13, characterized in that the presser foot ( 6 ) acts on the lateral surface ( 9 '') of the roller ( 9 ').

15. Einrichtung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeich net, daß der Drückerfuß (6) mit der diesen beaufschlagenden Feder (13) in bzw. an dem Lagerblock (5) gelagert ist.15. The device according to claim 13 or 14, characterized in that the presser foot ( 6 ) with the spring acting on it ( 13 ) is mounted in or on the bearing block ( 5 ).

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (13) in einer Bohrung (15) des Lagerblocks (5) auf genommen ist, welche auch als Führung für den Drückerfuß (6) dient.16. The device according to claim 15, characterized in that the spring ( 13 ) in a bore ( 15 ) of the bearing block ( 5 ) is received, which also serves as a guide for the presser foot ( 6 ).

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 16, dadurch ge kennzeichnet, daß der Meßfühler (11′) in seiner Ausgangsstel lung mit seiner Kuppe oberhalb des Tasters (9) in den Um fangsbereich des Tasters (9) hineinragt, also bspw. über den Außenumfang der Walze (9′) nach innen ragt, bzw. in eine solche Position verstellbar ist und beim Absenken des Meßfüh lers (11′) relativ zu dem sich auf dem Werkstück (1) ab stützenden Taster (9) durch Auflaufen auf die Tasterober fläche, also bspw. die Mantelfläche (9′′) der Walze (9′) aus einer Ausgangsstellung verstellbar ist. 17. Device according to one of claims 7 to 16, characterized in that the sensor ( 11 ') protrudes in its initial position with its tip above the button ( 9 ) in the order to the range of the button ( 9 ), for example the outer circumference of the roller ( 9 ') protrudes inwards, or is adjustable in such a position and when lowering the Meßfü lers ( 11 ') relative to the on the workpiece ( 1 ) from the supporting button ( 9 ) by running on the Button surface, so for example. The outer surface ( 9 '') of the roller ( 9 ') is adjustable from an initial position.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß das Meßgerät (11) mit dem Meßfühler (11′) an dem Lagerstück (5) gehalten ist.18. Device according to one of claims 9 to 17, characterized in that the measuring device (11) is held to the sensor (11 ') on the bearing piece (5).

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18 dadurch ge kennzeichnet, daß sie parallel zur Auflageebene (E) an dem Maschinengestell verstellbar und/oder verdrehbar gehalten ist.19. Device according to one of claims 1 to 18, characterized in that it is adjustable and / or rotated parallel to the support plane ( E ) on the machine frame.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekenn zeichnet durch mehr als einen in unterschiedlichen oder gleichen Richtungen zueinander orientierte Taster (9).20. Device according to one of claims 1 to 19, characterized by more than one in different or the same direction oriented button ( 9 ).

21. Einrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Taster (9) in X-Richtung und/oder Y-Richtung eines ma schinenfesten Achsenkreuzes wirksam sind.21. The device according to claim 20, characterized in that the buttons ( 9 ) in the X direction and / or Y direction of a machine-fixed axis cross are effective.