DE9017270U1

DE9017270U1 - Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle

Info

Publication number: DE9017270U1
Application number: DE9017270U
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1990-12-19
Filing date: 1990-12-19
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2000-12-20

Description

90 64152 Siemens Aktiengesellschaft

Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle bei einer Werkzeugmaschine, die eine durch eine Lichtquelle gleichmäßig beleuchtbare Hintergrundfläche aufweist, vor die ein Werkzeug zur optischen Kontrolle bringbar ist.

Derartige Einrichtungen zur Werkzeugkontrolle werden bei computergesteuerten Werkzeugmaschinen eingesetzt. Diese Maschinen arbeiten großenteils ohne dauernde Kontrolle durch den Menschen und sind zur Bearbeitung verschiedener Teile frei programmierbar. Oft werden solche Maschinen während ganzer Arbeitsschichten ohne Aufsicht betrieben.

Da bei jeder Art von Werkzeugmaschinen die verschiedenen Bearbeitungswerkzeuge einerseits sich abnutzen, andererseits abbrechen können, ist eine regelmäßige Kontrolle der Werkzeuge notwendig. Diese Kontrolle wird beispielsweise mit Hilfe einer automatischen optischen Kontrollvorrichtung durchgeführt, die eine beleuchtete Hintergrundfläche aufweist, vor die ein Werkzeug in eine festgelegte Position gebracht wird, um die Abschattung der beleuchteten Fläche durch das vor ihr angeordnete Werkzeug mittels einer optischen Meßeinrichtung zu erfassen.

Tritt der Fall ein, daß die Form eines Werkzeugs sich durch Bruch oder Abnutzung verändert hat, so wird die Maschine automatisch stillgesetzt und fällt bis zur Wiederinstandsetzung aus.

Bei dieser Meßmethode ergibt sich das Problem, daß bei der Betätigung des Werkzeugs vor der Werkzeugkontrolle Späne vom

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Bearbeitungsvorgang, sowie Kühlflüssigkeit auch in den Bereich der beleuchteten Hintergrundfläche gelangen können. Durch Späne oder Tropfen, die sich auf der Hintergrundfläche absetzen, wird diese unabhängig von dem Vorhandensein des Werkzeugs teilweise abgeschattet, wodurch das Meßergebnis verfälscht werden kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle der eingangs genannten Art für computergesteuerte Werkzeugmaschinen zu schaffen, bei der zumindest zum Zeitpunkt der Werkzeugkontrolle die Hintergrundfläche von festen Partikeln und Flüssigkeitstropfen freigehalten ist. Hierdurch soll ein fehlerhaftes Stillsetzen der Werkzeugmaschinen verhindert werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Strömungsführungseinrichtung für ein im Bereich der Hintergrundfläche strömendes Fluid.

Die Strömungsführungseinrichtung kann vorteilhaft einen Hohlkörper mit Ausströmöffnungen für das Fluid aufweisen. Der Hohlkörper ist mit einem Fluid gefüllt, das unter Druck gesetzt werden kann, so daß es teilweise durch die Ausströmöffnungen austritt. Dieses Fluid kann beispielsweise ein Gas wie Druckluft oder Stickstoff, aber auch eine durchsichtige Flüssigkeit sein.

Wenistens eine Ausströmöffnung kann auf die Hintergrundfläche selbst gerichtet sein, so daß beispielsweise Gas, insbesondere Druckluft, die durch die Ausströmöffnung gepreßt wird, Partikel und Tropfen der Kühlflüssigkeit von der Hintergrundfläche wegbläst. Wird der Hohlkörper mit einer Flüssigkeit gefüllt, so ist es vorteilhaft, eine durchsichtige Flüssigkeit zu wählen, so daß eventuell an der Hintergrundfläche haftende Tropfen dieser Flüssigkeit die Hintergrundfläche nicht selbst abschatten. Als durchsichtige Flüssigkeit bietet sich beispielsweise Wasser an.

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Wenigstens eine Ausströmöffnung kann auch vorteilhaft derart an der Hintergrundfläche vorbeigerichtet sein, daß auf die Hintergrundfläche zufliegende Fremkörper durch ein aus einer Ausströmöffnung ausgetretenes Fluid von der Hintergrundfläche weggelenkt werden.

Das aus der Ausströmöffnuung austretende Gas oder die Flüssigkeit bilden hierbei eine Barriere, die wie ein Vorhang wirkt und die umherfliegenden festen Partikel bzw. Tropfen von Kühlflüssigkeit von der Hintergrundfläche fern hält. Das aus einem Gas oder einer Flüssigkeit bestehende Fluid muß dabei selbst nicht mit der Hintergrundfläche in Berührung kommen. Trotzdem ist durch das Fluid hindurch eine Messung der Abschattung der Hintergrundfläche möglich. Es kann auch vorgesehen sein, daß das Fluid nur während des Betriebs des zu vermessenden Werkzeugs aus den Ausströmöffnungen austritt. Nachdem das zu vermessende Werkzeug nicht mehr in Betrieb ist, ist das Umherfliegen von weiteren Partikeln und Tropfen von Kühlflüssigkeit weniger wahrscheinlich. Die Vermessung des Werkzeugs kann dann auch stattfinden, nachdem die Beströmung der Hintergrundfläche mit dem Fluid beendet ist.

Die Ausströmöffnungen werden vorteilhaft so ausgestaltet, daß sie Düsenform aufweisen. Dadurch kann die Strömung des Fluids besonders gut beschleinigt und gerichtet werden.

Es kann vorteilhaft auch vorgesehen sein, daß mehrere gleichartige Ausströmöffnungen gleichmäßig an der der Hintergrundfläche zugewandten Seite des Hohlkörpers verteilt sind. 30

Dadurch wird erreicht, daß die beleuchtbare Hintergrundfläche in ihrer gesamten Ausdehnung gleichmäßig mit dem Fluid angeströmt werden kann.

Im weiteren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben.

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* 90 64152 Dabei zeigt die

Figur 1 die Vorrichtung in stark schematisierter Darstellung, Figur 2 eine Ansicht derselben Vorrichtung in dem in Figur 1 skizzierten Schnitt.

Die Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle besteht aus einer Lichtquelle 1, die eine durchscheinende Hintergrundfläche

2 gleichmäßig beleuchtet. Vor die Hintergrundfläche 2 ist im Bedarfsfall ein Werkzeug 3 bringbar. Das Werkzeug 3 ist in einer zu einer Werkzeugmaschine gehörigen Werkzeughalterung 4 befestigt. Eine Meßoptik 5 mit einem zellenförmigen lichtempfindlichen Element 6 erlaubt die Messung der Abschattung der Hintergrundfläche 2 durch das Werkzeug 3. Durch die Optik 5 wird das Werkzeug 3 auf das zellenförmige lichtempfindliche Element 6 abgebildet. Ein unabgenutztes und unbeschädigtes Werkzeug 3 schattet nach seiner Justierung das lichtempfindliche Element 6 in einem bestimmten, festgelegten Bereich ab. Nach einer Beschädigung des Werkzeugs 3 durch Abbrechen oder Abnutzung wird dieser abgeschattete Bereich des lichtempfindlichen Elementes 6 verringert. Dadurch gelangt mehr Licht von der beleuchteten Hintergrundfläche 2 über die Optik zu dem lichtempfindlichen Element 6. Aus der größeren Lichtmenge wird eine Beschädigung des Werkzeuges 3 geschlossen und anzeigt.

Wird eine solche Beschädigung eines Werkzeugs 3 durch die Meßeinrichtung registriert, so wird ein Signal an die Steuerung der Werkzeugmaschine gegeben, das das Auswechseln des Werkzeugs

3 veranlaßt bzw., wenn kein Ersatzwerkzeug vorhanden ist, die Maschine stillsetzt.

In der Nähe der beleuchtbaren Hintergrundfläche 2, die beispielsweise durch die Mantelfläche einer Leuchtstoffröhre gebildet sein kann, ist der Hohlkörper 7 in Form eines Rohres mit düsenförmigen Öffnungen 8 angeordnet. Über die Zuleitung 9 wird das Rohr mit Druckluft versorgt. Die Druckluft tritt durch die

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1 Öffnungen 8 aus und strömt zwischen der Hintergrundfläche 2 und dem Werkzeug 3 hindurch. Partikel, wie z. B. Metallspäne oder Tropfen von Kühlflüssigkeit, die von dem Werkzeug 3 in Richtung der Hintergrundfläche 2 befördert werden, gelangen entweder gar

5 nicht durch den Gasstrom hindurch, sondern werden abgelenkt und von dem Gasstrom wegbefördert, oder sie werden durch den Luftstrom weggeblasen. Auf diese Weise können sich keine störenden Partikel auf der Hintergrundfläche 2 absetzen.

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Claims

· · es ,»&kgr;, -&kgr; 9 O G 415 2 Schutzanspruche

1. Vorrichtung zur optischen Werkzeugkontrolle bei einer Werkzeugmaschine, die eine durch eine Lichtquelle gleichmäßig beleuchtbare Hintergrundfläche aufweist, vor die ein Werkzeug zur optischen Kontrolle bringbar ist, gekennzeichnet durch eine Strömungsführungseinrichtung (7, 8) für ein im Bereich der Hintergrundfläche (2) strömendes Fluid.
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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Strömungsführungseinrichtung (7, 8) einen Hohlkörper (7) mit Ausströmöffnungen (8) für das Fluid aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens eine Ausströmöffnung (8) auf die Hintergrundfläche (2) gerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennze ichnet , daß wenigstens eine Ausströmöffnung (8) derart an der Hintergrundfläche (2) vorbeigerichtet ist, daß auf die Hintergrundfläche (2) zufliegende Fremdkörper durch ein aus einer Ausströmöffnung (8) ausgetretenes Fluid von der Hintergrundfläche (2) weggelenkt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausströmöffnungen (8) Düsenform aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere gleichartige Ausströmöffnungen (8) gleichmäßig an der der Hintergrundfläche (2) zugewandten Seite des Hohlkörpers (7) verteilt sind.

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