DE8601152U1 - Measuring device - Google Patents
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- DE8601152U1 DE8601152U1 DE19868601152 DE8601152U DE8601152U1 DE 8601152 U1 DE8601152 U1 DE 8601152U1 DE 19868601152 DE19868601152 DE 19868601152 DE 8601152 U DE8601152 U DE 8601152U DE 8601152 U1 DE8601152 U1 DE 8601152U1
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/028—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring lateral position of a boundary of the object
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
- B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
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Description
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LS./Ek.LS./Ek.
Firmacompany
Sitzmann und Heinlein GmbH Bahnhofstraße 11-13 85o2 ZirndorfSitzmann and Heinlein GmbH Bahnhofstrasse 11-13 85o2 Zirndorf
"Meßvorrichtung""Measuring device"
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen Kontrollieren und Vermessen der Lage von Flächen und Kanten von Körpern, insbesondere der Schneidkanten von einstellbaren Schneidplatten von PräzisionswerkzeugenThe invention relates to a device for contactless checking and measuring of the position of surfaces and edges of bodies, in particular the cutting edges of adjustable cutting inserts of precision tools
Es besteht in der Technik in vielfältigster Form das Bedürfnis, die genaue Lage von Flächen und Kanten an Werkstücken und Werkzeugen zu bestimmen, zu kontrolliere:?, zu vermessen, gegebenenfalls einzustellen oder zu protokollieren. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die an einer reflektierenden Oberfläche entstehenden Beugungserscheinungen von kohärentem Licht zu analysieren, um Abweichungen im Bereich der untersuchten Oberfläche zu erkennen. Hierbei wird von mechanisch bewegten Lichtquellen oder mechanisch bewegten Abtastvorrichtungen Gebrauch gemacht, was jedoch einen erheblichen Geräteaufwand erfordert.In technology there is a need in a wide variety of forms, the exact position of surfaces and edges on workpieces and tools to determine, to control:?, to measure, if necessary to adjust or to record. In this context, it is known that the diffraction phenomena occurring on a reflective surface of coherent light to analyze deviations in the area of the examined surface recognize. Mechanically moved light sources or mechanically moved scanning devices are used here Made use, which, however, requires a considerable amount of equipment.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meßvorrichtung der genannten Art zur Produkt- und Güte- [ kontrolle bzw. insbesondere zum Vermessen und Einstellen der Schneidplatten in Präzisionswerkzeugen zu schaffen,The invention is therefore based on the object, a measuring device of the type mentioned for product and quality [control, or in particular for measuring and adjusting the cutting inserts to provide in precision tools,
4 ~ ν.η<.·»η>4 JJH= uwrrviQ 4 ~ ν.η <. · »Η> 4 JJH = uwrrviQ
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß eine Halteeinrichtung für das Werkzeug oder Werkstück im Strahlengang zwischen einem Beleuchtungslaser und einem Mikroskopobjektiv einerseits und einer optischen Abbildungseinrichtung und einem Flächensensor andererseits angeordnet ist und ferner eine elektronische Ein·* richtung mit einem Daten- bzw. Bildspeicher und einer Bildauswerteeinrichtung vorgesehen sind und diese mit einer elektronischer Anzeige- und Steuervorrichtung ver-i bunden sind.To achieve this object, the invention provides that a holding device for the tool or workpiece in the beam path between an illumination laser and a microscope objective on the one hand and an optical one Imaging device and an area sensor on the other hand is arranged and also an electronic device with a data or image memory and a Image evaluation device are provided and this ver-i with an electronic display and control device are bound.
Das Licht des Beleuchtungslasers gelangt bei geringer numerischer Apertur des Systems auf kurzem Weg zum Meßobjekt, wodurch starke Beugungseffekte auftreten. Die Beugungslinien werden mit Hilfe der Abbildungseinrichtung auf einem Flächensensor abgebildet und sodann in der elektronischen Einrichtung ausgewertet, wobei aus der Lage und Intensität der Beugungslinien die exakte Lage der vermessenen Kante errechnet und sodann mit den im Bildspeicher gespeicherten Werten verglichen wird. Die elektronische Anzeige- und Steuervorrichtung dient zur Handhabung der Meßvorrichtung bzw. zum Ablesen der gefundenen Daten.If the numerical aperture of the system is low, the light from the illuminating laser reaches the measurement object over a short distance, whereby strong diffraction effects occur. The diffraction lines are created with the help of the imaging device mapped on a surface sensor and then evaluated in the electronic device, with off the position and intensity of the diffraction lines, the exact position of the measured edge is calculated and then with the values stored in the image memory are compared. The electronic display and control device is used for handling the measuring device or for reading off the data found.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen im Zusammenhang mit der Beschreibung und der Zeichnung hervor.Further features of the invention emerge from the subclaims in connection with the description and the Drawing.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment that is shown in the drawing described. Show:
Fig- 1i ein Funktionsschema der Meßvorrichtung und Fig. 2: eine perspektivische Ansicht eines Gerätes.1i shows a functional diagram of the measuring device and Fig. 2: a perspective view of a device.
Eine Vorrichtung 1 zum berührungslosen Kontrollieren und Vermessen der Lage von Flächen und Kanten von KörpernA device 1 for contactless checking and measuring of the position of surfaces and edges of bodies
\o bzw. gemäß Ausführungsbeispiel insbesondere von der Schneidkante 2 eines Präzisionswerkzeuges 3 umfaßt eine Halteeinrichtung 4 für das Werkzeug oder Werkstück im Strahlengang 5 zwischen einem Beleuchtungslaser 6 und einem Mikroskopobjektiv 7 einerseits und einer optischen \ o or according to the embodiment in particular of the cutting edge 2 of a precision tool 3 comprises a holding device 4 for the tool or workpiece in the beam path 5 between an illumination laser 6 and a microscope objective 7 on the one hand and an optical one
^5 Abbildungseinrichtung 8 und einem Flächensensor 9 andererseits. Ferner ist eine elektronische Einrichtung 1o mit einem Daten- bzw. Bildspeicher 11 und einer Bildauswerte einrichtung 12 vorgesehen und mit einer elektronischen Anzeige- und Steuervorrichtung 13 verbunden.^ 5 imaging device 8 and an area sensor 9 on the other hand. Furthermore, there is an electronic device 1o with a data or image memory 11 and an image evaluation unit device 12 is provided and connected to an electronic display and control device 13.
Im Strahlengang 5 des kohärenten Lichtes des Beleuchtung; lasers 6 befinden sich zwischen dem mit einer Autofocuseinrichtung versehenen Mikroskopobjektiv 7 und der Halteeinrichtung 4 noch eine gesteuerte Verschlußeinheit 14 und ein fein einstellbarer Umlenkspiegel 15. Die optische Abbildungseinrichtung 8 hinter der Haiteein- ί richtung 4 weist einen Kondensor 16 und sodann Vorzugs- j weise zwei Strahlengänge 5a und 5b auf. Infolge der an ( der Schneidkante 2 entstehenden Beugungserscheinungen j wird der Lichtstrahl aufgefächert und trifft in Form j eines nicht dargestellten Strahlenfächers auf den Konden-| sor 16, der ein paralleles Strahlenbündel erzeugt.In the beam path 5 of the coherent light of the illumination; lasers 6 are located between the one with an autofocus device provided microscope objective 7 and the holding device 4 still a controlled shutter unit 14 and a finely adjustable deflecting mirror 15. The optical imaging device 8 behind the Haiteein- ί Direction 4 has a condenser 16 and then preferably two beam paths 5a and 5b. As a result of the ( the cutting edge 2 arising diffraction phenomena j the light beam is fanned out and hits in form j of a beam fan, not shown, on the condensate | sor 16, which generates a parallel bundle of rays.
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Dieses gelangt sodann auf einen halbdurchlässigen Spiegel 17, der den Strahlengang 5 in die beiden Strahlengänge 5a und 5b teilt. Hinter dem halbdurchlässigen Spiegel befindet sich ein weiterer Umlenkspiegel 18, der den Strahlengang 5b im gleichen Winkel ablenkt wie der halbdurchlässige Spiegel 17 den Strahlengang 5a und der fernei? in einem für den Anwendungsfall bemessenen Abstand vom halbdurchlässigen Spiegel 17 angeordnet ist, um eine definierte Laufzeit- bzw. Wegdifferenz zu erhalten.This then arrives at a semitransparent mirror 17 which divides the beam path 5 into the two beam paths 5a and 5b divides. Behind the semitransparent mirror there is another deflecting mirror 18, which is the Beam path 5b deflects at the same angle as the semitransparent mirror 17 deflects the beam path 5a and the fernei? is arranged in a dimensioned for the application distance from the semitransparent mirror 17 to a defined To receive the transit time or distance difference.
Die bejden Strahlengänge 5a und 5b werden sodann durch Objektive 19 bzw. 2o mit veränderbarer Vergrößerung geführt und nach Umlenkung des einen Strahlenganges 5b an einem weiteren Umlenkspiegel 21 in einem zweiten, halbdurchlässigen Spiegel 22 wieder vereinigt. Sie treffen sodann auf den Flächensensor 9 auf, dem eine Kamera 23 zugeordnet ist. In den Strahlengängen 5a und 5b sind vor der Kamera 23 je ein weiteres, gesteuertes Verschluß-, element 24, 25 angeordnet.The two beam paths 5a and 5b are then guided through objectives 19 and 2o with variable magnification and after deflection of one beam path 5b at a further deflection mirror 21, combined again in a second, semi-transparent mirror 22. Meet you then on the surface sensor 9 to which a camera 23 is assigned. In the beam paths 5a and 5b are in front of the camera 23 a further controlled shutter, element 24, 25 arranged.
Als Sensor wird in der Kamera 23 vorzugsweise ein CCD-Sensor verwendet (charge coupled device).A CCD sensor is preferably used as the sensor in the camera 23 used (charge coupled device).
Die Sensorfläche wird elektronisch in digitale Bildpunkte zerlegt und sodann abgetastet. Diese Signale werden über eine Steuerleitung 26 einer Schaltungsan- j Ordnung bzw. der elektronischen Einrichtung 1o mit dem j Daten- bzw. Bildspeicher 11 zur Bildauswertung zugeführt.; Die Auswertung erfolgt mittels einer Rechenvorrichtung ; bzw. der Bildauswerteeinrichtung 12, woraufhin das Ergebnis der Anzeige- und Steuervorrichtung 13 zugeführt ; wird.The sensor surface is electronically broken down into digital pixels and then scanned. These signals are connected to the j via a control line 26 of a circuit arrangement or the electronic device 1o Data or image memory 11 supplied for image evaluation .; The evaluation takes place by means of a computing device; or the image evaluation device 12, whereupon the result is fed to the display and control device 13; will.
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■ ·■ ·
Gleichzeitig werden evtl. erforderliche Steuersignale
an die Stellelemente der Vorrichtung gegeben. Dies ist
in Fig. 1 durch entsprechende Steuerleitungen angedeutet.At the same time, any necessary control signals are sent
given to the adjusting elements of the device. This is
indicated in Fig. 1 by corresponding control lines.
j 5 Die Halteeinrichtung 4 ist vorzugsweise ein steuerbarer Drehtisch, dessen in Fig. 1 schematisch angedeutete An- \ j triebsvorrichtung 27 ebenfalls Stellsignale erhält und ' j Positionssignale an die elektronische Einrichtung 1o i und die Anzeige- und Steuervorrichtung 13 gibt. Außerdem! können über eine Bedienungstastatur alle erforderlichen :j 5 The holding means 4 is preferably a controllable turntable whose schematically indicated in Fig. 1 Modulation \ j drive device 27 also receives control signals and 'j position signals to the electronic device 1o i and the display and control device 13 outputs. Aside from that! all necessary:
Befehle an die Steuervorrichtung und die Rechenschaltung1 gegeben werden.Commands to the control device and the computing circuit 1 are given.
Es ist ersichtlich, daß die Vorrichtung 1 ohne bewegbare Scannereiemente auskommt, die bei bekannten optoelektronischen Meßvorrichtungen verwendet werden. Der j Gesamtaufbau ist daher wesentlich einfacher und robuster.j Fehler durch die mechanischen Antriebe der Scanner- ; elemente scheiden aus. j iIt can be seen that the device 1 manages without movable scanning elements which are used in known optoelectronic measuring devices. The J The overall structure is therefore much simpler and more robust. Errors due to the mechanical drives of the scanner; elements are ruled out. j i
Die Fig. 2 zeigt in perspektivischer Ansicht ein Gerät jFig. 2 shows a perspective view of a device j
entsprechend der Vorrichtung 1 gemäß Fig. 1. Es umfaßt jcorresponding to the device 1 according to FIG. 1. It comprises j
einen Werktisch 3o und einen Schaltschrank 31 mit der ja work table 3o and a control cabinet 31 with the j
elektronischen Einrichtung 1o, d.h. dem Daten- und jelectronic device 1o, i.e. the data and j
Bildspeicher 11 bzw. der Bildauswerteeinrichtung 12. 'Image memory 11 or the image evaluation device 12. '
Ferner gehört zu dem Gerät die Anzeige- und Steuervor- j
richtung 13 und schließlich der Beleuchtungslaser 6,
eine zweifache Ural enlcvo rri chtung 32 für den Strahlengang, eine Prüfstrecke ?" -
>wie die optische Abbildungs-3o einrichtung 8 und die Kamera 23 mit dem FlächensensorThe device also includes the display and control device 13 and finally the illumination laser 6,
a twofold Ural enlcvo rri rect 32 for the beam path, a test section? "-> like the optical imaging device 8 and the camera 23 with the area sensor
! 9 in einem Gehäuse 34. Ein gesteuerter Drehtisch 35 im ;! 9 in a housing 34. A controlled turntable 35 in the;
t »Ml tt »Ml t
Bereich der Prüfstrecke 33 dient als Träger für das zu prüfende Objekt. Die Antriebsvorrichtung 27 für den Drehtisch 35 befindet sich im Werktisch 3o.Area of the test track 33 serves as a carrier for the too inspecting object. The drive device 27 for the turntable 35 is in the workbench 3o.
Mit Hilfe des Gerätes gemäß Fig. 2 kann z.B. die Lage der Schneidkanten an Fräserköpfen berührungslos kon- ■ trolliert bzw. geprüft werden, damit bei Abweichungen von einer gewünschten Soll-Lage eine Feineinstellung er- ; folgen kann. Das Gerät eignet sich daher zur berührungs- ■ losen Messung der Lage von Schneidkanten von rundlaufenden, mehrschneidigen Werkzeugen sowie der Nebenschneiden-Lage, es kann aber auch für andersartige, mehrschneidige Werkzeuge wie Ausbohrköpfe, Senker oder auch zur Ver- I messung von einschneidigen Werkzeugen benutzt werden.. With the aid of the device according to Fig 2 may contactless con- ■ or be tested, for example, the position of the cutting edges of cutter heads trolled so that in case of deviations from a desired nominal position ER- a fine adjustment; can follow. The device is therefore suitable for the contactless ■ measurement of the position of cutting edges of rotating, multi-edged tools as well as the position of the secondary cutting edge, but it can also be used for other types of multi-edged tools such as boring heads, countersinks or for measuring single-edged tools will.
Alle Formen von Profilmessern und Stufenwerkzeugen, aber auch komplizierte Profile wie z.B. Schaufelfußbefestigungen an Turbinen lassen sich mit Geräten gemäß der Vorrichtung 1 vermessen.All forms of profile knives and step tools, but also complex profiles such as blade root attachments on turbines can be measured with devices according to the device 1.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19868601152 DE8601152U1 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19868601152 DE8601152U1 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE8601152U1 true DE8601152U1 (en) | 1986-07-03 |
Family
ID=6790688
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19868601152 Expired DE8601152U1 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE8601152U1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0305955A2 (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenbau GmbH | Method and measuring system for automatically measuring the working result received by a cutting tool acting upon a workpiece during a cutting operation |
| WO1996023199A1 (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Industrial Innovation And Development Limited | Method and apparatus for detecting an object |
| EP0995545A2 (en) * | 1998-10-19 | 2000-04-26 | M&F Maschinen- und Fertigungsanlagen-Optimierung Josef Nagel | Device for presetting a tool |
-
1986
- 1986-01-18 DE DE19868601152 patent/DE8601152U1/en not_active Expired
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0305955A2 (en) * | 1987-08-31 | 1989-03-08 | Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenbau GmbH | Method and measuring system for automatically measuring the working result received by a cutting tool acting upon a workpiece during a cutting operation |
| EP0305955A3 (en) * | 1987-08-31 | 1990-11-07 | Waldrich Siegen Werkzeugmaschinenbau GmbH | Method and measuring system for automatically measuring the working result received by a cutting tool acting upon a workpiece during a cutting operation |
| WO1996023199A1 (en) * | 1995-01-25 | 1996-08-01 | Industrial Innovation And Development Limited | Method and apparatus for detecting an object |
| EP0995545A2 (en) * | 1998-10-19 | 2000-04-26 | M&F Maschinen- und Fertigungsanlagen-Optimierung Josef Nagel | Device for presetting a tool |
| EP0995545A3 (en) * | 1998-10-19 | 2002-04-03 | M&F Maschinen- und Fertigungsanlagen-Optimierung Josef Nagel | Device for presetting a tool |
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