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Zentriermikroskop
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zentriermikroskop zur Erleichterung der Einstellung der relati- ven Lage zweier Objekte, insbesondere des Werkstückes und des Werkzeuges bei elektroerosiv arbeitenden
Werkzeugmaschinen.
Bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen werden bekanntlich häufig Ausnehmungen dadurch erzeugt, dass man eine Elektrode, deren Form dem Negativ einer herzustellenden Ausnehmung entspricht, in das Werkstück hineinbewegt. Bei komplizierteren Formen oder bei einer nachträglichen Bearbeitung der Oberfläche der Ausnehmung in dem Werkstück ist es erforderlich, eine weitere Werkzeugelektrode zu verwenden, die bezüglich des Werkstückes und der ersten Werkzeugelektrode eine genaue Ausrichtung besitzt. Da bei Auswechseln von Werkzeugen kleine Verschiebungen unvermeidbar sind und darüber hinaus die zweite Werkzeugelektrode auch oft eine andere Lage einnehmen mul wie die erste Elektrode, ist eine genaue Bestimmung der jeweiligen Ausrichtung erforderlich.
Es sind bereits Zentriermikroskope bekanntgeworden, die an Stelle eines Werkzeuges in Werkzeug- maschinen eingespannt werden können. Mikroskope der genannten Art arbeiten jedoch nicht mit hinrei- chender Genauigkeit, da beim Ersetzen des Mikroskops durch ein Werkzeug Fehler unvermeidlich sind.
Davon abgesehen ist das Auswechseln zeitraubend und umständlich.
Es besteht daher einBedürfnis für ein Zentriermikroskop zum seitenrichtigenübereinanderblenden von beispielsweise dem Werkstück und dem Werkzeug bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen der genannten Art, wobei die Lage des Zentriermikroskops die Richtigkeit der Einstellung beispielsweise des Werkstückes bezüglich des Werkzeuges nicht beeinflusst.
Es ist aus der deutschen Auslegeschrift Nr. 1009823 eine Autokollimations-Einrichtung bekannt, bei welcher ein Prisma oder ein Spiegel in einem teleskopischen Strahlengang angeordnet ist. Bei dieser Einrichtung wird zur Justierung des Spiegels nahe demselben eine teildurchlässig verspiegelte Fläche und ein Winkelspiegel vorgesehen. Diese Einrichtung ist zum seitenrichtigen Übereinanderblenden von zwei im Endlichen liegenden Gegenständen, wie dies für den vorgesehenen Zweck erforderlich ist, nicht geeignet.
Das Zentriermikroskop gemäss der vorliegenden Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass einem Objektiv zur gemeinsamen Abbildung der beiden im Endlichen liegenden Objekte zwei miteinander starr verbundene Spiegel- oder Prismen aufweisende Ablenksysteme vorgeschaltet sind, wobei im ersten System eine gerade, im zweiten eine ungerade Anzahl von Reflexionen erfolgt, diese Systeme die optischenAchsen derabbildendenStrahlenbündel um je 900 in entgegengesetztem Sinn ablenken und die Achsen der aus den Ablenksystemen austretenden Bündel vor dem Objektiv zur Deckung gebracht werden.
Für die Umlenkung des vom Objekt kommenden Lichtes empfiehlt sich die Anwendung eines Prismas, an dessen Eintrittsfläche eine erste Reflexionsfläche anschliesst, deren Normale mit den eingetretenen Lichtstrahlen einen oberhalb 450 liegenden Winkel einschliesst. Die mit den eingetretenen einen stumpfen Winkel bildenden reflektierten Strahlen treffen auf eine zweite Reflexionsfläche und treten nach abermaliger Reflexion durch eine dieser Fläche gegenüberliegende Austrittsfläche aus.
Die Erfindung soll anschliessend an Hand der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellen :
Fig. 1 ein Zentriermikroskop im Längsschnitt zur Erläuterung des Strahlenganges, gemeinsam mit einem Werkzeug und einem Werkstück ; Fig. 2 das Blickfeld des Mikroskops bei ungenauer Einstellung
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beispielsweise des Werkzeuges ; Fig. 3 ein Zentriermikroskop in perspektivischer Darstellung ; Fig. 4 einen
Schnitt durcheinZentriermikroskop mit aufgesetztem Prisma zur Kontrolle des vertikalen Verlaufes bei- spielsweise der Werkzeugelektrode.
Das Zentriermikroskop der Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 2 und weist übereinander ein Fenster 3 und ein
Fenster 4 auf. Die unten durch das Fenster 3 in das Gehäuse 2 eintretenden Strahlen gelangen senkrecht auf eine kleine Seitenkante la eines im Querschnitt parallelogrammförmigen Prismas 1. An die obere kleine
Begrenzungsfläche Ib des Prismas 1 schliesst sich ein weiteres Prisma 5 an, in dem die durch das Fenster 3 eintretenden Strahlen ein zweites Mal reflektiert werden.
Wie aus der Zeichnung der Fig. 1 zu ersehen ist, werden die auf die eine längere Begrenzungswand lc des Prismas 1 auffallenden Strahlen nach rechts reflektiert und gelangen auf die abgeschrägte Fläche 5a des zweiten Prismas 5, so dass die von unten eintretenden Strahlen nach zweimaliger Reflexion recht- winklig zu der ursprünglichen Eintrittsrichtung reflektiert werden.
Die das Prisma 5 verlassenden Strahlen treten durch eine teilweise verspiegelte Platte 6 hindurch.
Diese Platte wird auch von den durch das Fenster 4 eintretenden Strahlen beaufschlagt und reflektiert diese rechtwinklig, so dass die von oben und die von unten kommenden Strahlen übereinander geblendet werden.
Es ist somit zu ersehen, dass die durch das Fenster 4 eintreffenden Strahlen einmal und die durch das Fenster 3 eintretenden Strahlen zweimal reflektiert werden. Die beiden Strahlenbündel sind somit hinter der teilverspiegeltenPlatte 6 vereinigt gleichgerichtet und gelangen zu einem Vergrösserungssystem, wel- ches aus dem Objektiv 8 und dem Okular 11 besteht. Zwischen diesen beiden Linsensystemen sind ein Dachkantenprisma 9 zurSeitenverkehrung und eine Strichplatte 10 eingeschaltet. Das Dachkantenprisma 9 bewirkt hiebei neben der Seitenverkehrung, dass der Strahlengang wie dargestellt geneigt wird, so dass das Auge ohne Schwierigkeiten an das Okular herangeführt werden kann.
In Fig. 1 ist mit 12 eine Werkzeugelektrode bezeichnet und mit 13 das Werkstück, welches beispiels- weise mittels zweier Klammern 14 und 15 auf dem Arbeitstisch 16 befestigt ist. Durch die Aufeinanderblendung der Bilder besteht bei einer geringfügigen, gegenseitigen Verschiebung beispielsweise das in Fig. 2 gezeigte Bild, wobei das Bild der Elektrode mit 12a und das Bild des Werkstückes mit 13a bezeichnet ist. Wenn nun durch Betätigung der Schlittenführung des Werktisches 16, die eine Bewegung in den beiden ebenen Koordinaten ermöglichen soll, die beiden Bilder 12a und 13a zur Koinzidenz gebracht sind, liegt das Werkstück genau unter der Werkzeugelektrode.
Bei der Zentrierung wird vorzugsweise so vorgegangen, dass man zunächst das Zentriermikroskop so anordnet, dass der Bezugspunkt des Werkstückes in dem Mikroskop klar sichtbar ist. Anschliessend wird die Werkzeugelektrode 12 in vertikaler Richtung so verstellt, bis auch ihr Bild klar sichtbar ist. Nun kann gegebenenfalls der Werktisch 16 so lange verstellt werden, bis die beiden Bezugspunkte bzw. Bezugsmarken zur Koinzidenz gebracht sind.
Fig. 3 zeigt das Zentriermikroskop in vertikaler Darstellung. Der in Fig. 1 mehr im einzelnen gezeigte, hier mit 17a bezeichnete optische Teil ist an einem Arm 17 befestigt, der in vertikaler Richtung verschiebbar an einem Führungskörper 18 befestigt ist. Der Führungskörper 18 enthält eine Zahnstange 19, in die ein Ritzel (nicht sichtbar) eingreift, das mit dem Verstellrad 20 gedreht werden kann. Ferner ist eine Schraube 21 zur Fixierung des Armes 17 auf der Führung 18 vorgesehen. Das untere Ende des Führungskörpers 18 ist auf einem schematisch bei 22 gezeigten Schlittensystem befestigt, welches eine Verschiebung der Führung 18 mittels der Spindeln 23 und 24 in den beiden ebenen Koordinatenrichtungen ermöglicht. Die Spindeln sind vorzugsweise als Mikrometerschrauben mit Skalen ausgebildet.
Gegebenenfalls kann eine Grundplatte 25 vorgesehen sein, die mittels eines (nicht gezeigten) Magneten auf einer ebenen Fläche der Werkzeugmaschine lösbar befestigt werden kann. Der Magnet kann dabei mittels eines schematisch bei 26 gezeigten Hebels abgehoben werden. Selbstverständlich muss die Ebene, auf die die Grundplatte25 aufgesetzt wird, parallel zu der Ebene liegen, die durch die beiden senkrecht aufeinander stehenden Bewegungsrichtungen des Arbeitstisches 16 gegeben. sind.
Vorzugsweise ist an der Auflagefläche für das Mikroskop eine Kante vorgesehen, die parallel zu einer Koordinate des Schlittensystems des Werkzeugtisches verläuft. Mit den Spindeln 23 und 24 kann dann mit dem Mikroskop ein bestimmter Punkt anvisiert werden. In diesem Fall kann gegebenenfalls auf Mikrometerspindeln zur Verstellung des Werkstücktisches verzichtet werden, da eine beliebig genaue Einstellung mit dem Zentriermikroskop möglich ist.
Fig. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie in Fig. 1 ein Zentriermikroskop, wobei jedoch auf das obere Fenster 4 ein Umlenkprisma 27 aufgesetzt ist. Durch dieses Prisma ist es möglich zu überprüfen, ob die Elektrode auf dem Werkstück senkrecht'steht.
Das gezeigte Mikroskop kann im übrigen auch an der Werkzeugspindel zurüberprilfung derWerkstück-
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ausrichtung in der Ebene der Koordinaten des Arbeitstisches 16 befestigt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zentriermikroskop zur Erleichterung der Einstellung der relativen Lage zweier Objekte, insbesondere dem Werkstück und dem Werkzeug bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen, dadurch ge- gekennzeichnet, dass einem Objektiv zur gemeinsamen Abbildung der beiden im Endlichen liegenden Objekte zwei miteinander starr verbundene Spiegel oder Prismen aufweisende Ablenksysteme vorgeschaltet sind, wobei im ersten System eine gerade, im zweiten eine ungerade Anzahl von Reflexionen erfolgt, diese Systeme die optischen Achsen der abbildenden Strahlenbündel um je 900 in entgegengesetztem Sinn ablenken und die Achsen der aus den Ablenksystemen austretenden Bündel vor dem Objektiv zur Deckung gebracht werden.