CS254827B1

CS254827B1 - Device for workpieces' size scanning with numerically controlled machine-tools

Info

Publication number: CS254827B1
Application number: CS8510130A
Authority: CS
Inventors: Ales Moler; Miroslav Jilek
Original assignee: Ales Moler; Miroslav Jilek
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1988-02-15
Also published as: CS1013085A1

Abstract

Účelem návrhu·je při měření polohy, rozměrů a tvarů obrobku u numericky řízených obráběcích strojů zjednodušit konstrukčně snímače, zejména odstranit jejich choulostivost v prostředí s otřesy, vlhkem a pohybujícími částicemi z obráběného materiálu, čehož se dosáhne tím, že čep snímače z elektricky vodivého materiálu je pevně izolovaně umístěn ve vložce v nástrojovém držáku a je opatřen dotykovou částí s dotykovým hrotem pro dotyk v měřicím bodě a spojeným s vyhodnocovacím zařízením, vytvářejícím přímo logický signál pro řídicí systém stroje. Snímač pracuje na principu uzavření elektrického obvodu s nízkými proudy řádově v miliamperech.The purpose of the design is to simplify the design of the sensors in the measurement of the workpiece position, dimensions and shapes of numerically controlled machine tools, in particular to remove their sensitivity in an environment with shocks, moisture and moving particles from the material being machined, by providing the sensor pin of electrically conductive material it is fixedly insulated in the insert in the tool holder and is provided with a contact point with a contact point for contact at the measuring point and connected to the evaluation device, producing a logic signal directly for the machine control system. The sensor works on the principle of closing a low current circuit in the order of milliamperes.

Description

Vynález se týká snímačů polohy_trozměrů a tvarů obrobků u numericky řízených obráběcích strojů.The invention relates to position sensors _t of workpiece dimensions and shapes in numerically controlled machine tools.

V současné době se poloha rozměrů a tvarů obrobků zajišťuje snímači, jejichž čidla aktivují mechanické mikrospínače nebo magnetické vypínače. Jiná řešení používají čidlo, které při svém mechanickém dotyku vytváří změnu indukce, kapacity nebo odporu a tyto změny vyvolávají signál zpracovatelný pro vyhodnocovací zařízení na logické úrovni. Ve všech případech je nutno mezi čidlo a vyhodnocovací zařízení použít mezičlánek, indukční cívku, potenciometrický převodník a pod. Všechny tyto prvky jsou složité a choulostivé na působení vnějšího prostředí, zejména na otřesy a vlhkost a jsou zdrojem častých problémů při nasazování numericky řízených obráběcích strojů. Cílem vynálezu je odstranění těchto nedostatků u zařízení podle vynálezu, jehož podstatou je, že v nástrojovém držáku je elektricky vodivě uchycena vložka, která má vytvořenou dutinu, jíž prochází ve vložce pevně uložená tyč, jejíž celý povrch vyjma čel je pokryt pláštěm z elektricky i nevodivého materiálu a jejíž část, vyčnívající z vložky směrem jk obrobkujje opatřena dotykovou částí, přičemž v dutině je elektriciky vodivě na vložce uloženo vyhodnocovací zařízení, spojené vedením s tyčí a dalším vedením k propojovacímu členu, vloženému izo!At present, the position of the dimensions and shapes of the workpieces is provided by sensors whose sensors activate mechanical microswitches or magnetic switches. Other solutions use a sensor which, upon mechanical contact, produces a change in induction, capacitance or resistance, and these changes produce a signal processable to the evaluation device at a logical level. In all cases it is necessary to use an intermediate element, an inductor, a potentiometric converter, etc. between the sensor and the evaluation device. All these elements are complex and sensitive to the effects of the external environment, particularly shocks and moisture, and are a source of frequent problems in the use of numerically controlled machine tools. The object of the invention is to eliminate these drawbacks in the device according to the invention, which is based on the fact that in the tool holder there is an electrically conductive insert which has a formed cavity through which a solidly inserted rod passes. and a portion protruding from the insert toward the workpiece is provided with a contact portion, wherein in the cavity electrics conductively mounted on the insert an evaluation device connected by a guide to the rod and a further guide to the isolator inserted.

lovaně v otvoru. Další výhodou je, že dotyková část je tvořena dotykovým hrotem₍elektricky vodivě spojeným s tyčí. Podstata jiné varianty je, Že dotyková část je tvořena pouzdrem z elektricky vodivého materiálu a v něm suvně umístněnou vyčnívající částí tyče opatřenou pláštěm, dále pružinou upevněnou elektricky vodivě k vložce, přičemž pouzdro má na svém konci, přivráceném k obrobku^ elektricky vodivě připojen dotykový člen s přesně známou vzdáleností mezi dotykovým hrotem a zbroušenou plochou, kolmou na osu tyče, zatímco uvnitř pouzdra mezi zabroušenou plochou a dotykovýmin the hole. Another advantage is that the contact part is formed by a contact tip ₍ electrically conductive connected to the rod. The essence of another variant is that the contact part consists of a housing of electrically conductive material and a protruding part of the rod provided with a casing sliding thereto. A contact member is electrically conductively connected at its end facing the workpiece with a precisely known distance between the stylus and the ground surface perpendicular to the axis of the bar, while within the housing between the ground surface and the contact surface.

254 827254 827

- 2 hrotem, elektricky vodivě spojeným s tyčí, je vytvořena mezera.A gap is formed by a 2 tip electrically conductively connected to the bar.

Hlavní výhodou řešení podle vynálezu je vysoká od-olnost zařízení vzhledem k nepříznivým podmínkám okolí, jeho vlhkost, otřesy, prostředí s drobnými úlomky kovů. Jiná výhoda je jednoduchost provedení, takže odpadají nároky na výrobu složitých a výrobně choulostivých prvků čidel. Podrobněji je podstata vynálezu objasněna na přiloženém výkresu, kde obr. 1 představuje příkladné provedení řešení zařízení podle vynálezu, použitelný pro obrobek z elektricky nevodivého i vodivého materiálu, a obr. 2 představuje řešení podle vynálezu pro obrobek z elektricky vodivého materiálu.The main advantage of the solution according to the invention is the high resistance of the device due to unfavorable environmental conditions, its humidity, shocks, environment with small metal fragments. Another advantage is the simplicity of design, so that there is no need to manufacture complex and delicate sensor elements. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 illustrates an embodiment of a device of the invention applicable to a workpiece of both electrically non-conductive and conductive material, and FIG. 2 illustrates a solution of the invention to a workpiece of electrically conductive material.

V nástrojovém držáku je uchycena elektricky vodivě vložka 2, která má vytvořenou dutinu 4. Dutinou 4 prochází ve vložce 2 pevně ul-ožená tyč £ od ní elektricky izolovaná pláštěm 6, z elekt ricky nevodivého materiálu, s výhodou z plastické hmoty, pokrývající celý povrch tyče £, vyjma obou čel. Tyč £ může·být provedena z jednoho dílu nebo z několika dílů, vzájemně spojených například šroubovým spojem £8. Tyč £ má dále v oblasti dutiny £ vložky 2 vytvořen kontaktní bod 1 5, vedením připojeným na schematicky znázorněné vyhodnocovací zařízení £2, které je elektricky vodivě uchy ceno ve vložce 2 v této dutině £. Kontaktní bod 15 tvoří jeden elektrický pól a druhý elektrický pól je vytvořen elektricky vodivým spojem vyhodnocovacího zařízení 19 s vložkou 2, která nese potenciál kostry stoje. Vyhodnocovací zařízení 19 je vedením k pro pojovacímu členu 17, izolovaně vloženému do otvoru 16 připojena k nenaznačenému řídicímu systému obráběcího stroje. Tyč £ vyčnívá svou částí směřující k obrobku z vložky 2 a je opatřena dotykovou částí. 7.An electrically conductive insert 2 having a cavity 4 is mounted in the tool holder. The rod 4 extends through the cavity 4 and is electrically insulated by a casing 6 of an electrically non-conductive material, preferably plastic, covering the entire surface. rods 2, except both faces. The rod 8 can be made of one part or several parts connected to one another by, for example, a screw connection 48. In addition, the rod 6 has a contact point 15 in the region of the cavity 4 of the insert 2, by a line connected to a schematically illustrated evaluation device 52, which is electrically conductive gripped in the insert 2 in this cavity. The contact point 15 forms one electrical pole and the other electrical pole is formed by the electrically conductive connection of the evaluation device 19 to the insert 2 which carries the standing frame potential. The evaluating device 19 is connected to an unmarked control system of the machine tool by routing to the coupling member 17 inserted in the bore 16 in isolation. The rod 6 projects with its part facing the workpiece from the insert 2 and is provided with a contact portion. 7.

V jedné variantě je dotyková část 7 tvořena dotykovým hrotem 2, elektricky vodivě spojeným s jádrem tyče £. Tato varianta je výhodná pro obrobek z elektricky vodivého materiálu 8.In one variant, the contact portion 7 is formed by a contact tip 2, electrically conductively connected to the core of the rod. This variant is advantageous for a workpiece of electrically conductive material 8.

Jiná varianta je. určena s výhodou pro obrobky elektricky nevodivé což ovšem není podmánkou MéC vytvořeno pouzdro ID, nasunuté suvně na tyči £ s izolačním pláštěm 6 z elektricky nevodivéhoAnother option is. preferably for electrically non-conductive workpieces, which, however, is not a condition of the MeC-formed housing ID, slidable on a rod 6 with an insulating sheath 6 of electrically non-conductive

- 3 254 827 materiálu, které uchycením na pružině 11 a prostřednictvím ní je připojeno na vložku 2. Tyto spoje jsou·elektricky vodivé. Na konci pouzdra £0, přivráceného k obrobku,je elektricky vodivě připojen dotykový člen 20. Je vytvořeno například ve tvaru koule, která má vybroušenou plochu £2. Vzdálenost L mezi dotykovým hrotem 13 na vnějším obvodu dotykového členu 20 a zabroušenou plochou £2 musí být přesně známá. Dále uvnitř pouzdra £0 mezi zabroušenou plochou 12 a dotykovým hrotem g, elektricky vodivě připojeným na jááro tyče g^je vytvořena mezera.3 254 827 of the material, which is attached to the insert 2 by attachment to and through the spring 11. These connections are electrically conductive. A contact member 20 is electrically conductively connected at the end of the sleeve 40 facing the workpiece. The distance L between the stylus 13 on the outer periphery of the stylus 20 and the ground surface 52 must be accurately known. Further, a gap is formed within the housing 40 between the ground surface 12 and the contact tip g electrically conductively connected to the shaft of the bar g.

Zařízení funguje následovně: U jedné varianty provedení po dopravení nástrojového držáku £ do měřící polohy je dotykový hrot g pomocí programu řídícího systému obráběcího stroje posunut k měřícím bodům. Styk. dotykového hrotu g s elektricky vodivým obrobkem 8 v jeho měřícím bodě uzavře elektrický obvod tvořený prvky napájecí zdroj (neznázorněný)-vyhodríocovací zařízení £9 - dotykový hrot g - měřící bod elektricky vodivého obrobku 8- fcostra stroje - zpět napájecí zdroj. Je třeba zdůraznit, že obvod ještě před dotykem je na potenciálu napájecího zdroje a styk dotykového hrotu,provedenys obrobkem v měřícím bodě, změní pouze elektrické hodnoty, které Zpracovává vyhodnocovací zařízení £g na odpovídající logickou funkci pro řídící systém obráběcího stroje.The device operates as follows: In one embodiment variant, after the tool holder 8 has been brought into the measuring position, the stylus is shifted to the measuring points by means of a machine tool control system program. Contact. the contact tip g with the electrically conductive workpiece 8 at its measuring point closes the electrical circuit formed by the elements power supply (not shown) -the evaluation device 9 - the contact tip g - the measuring point of the electrically conductive workpiece 8- the machine center - back the power supply. It should be pointed out that the circuit before the contact is at the power supply potential and the contact of the stylus with the workpiece at the measuring point changes only the electrical values that the evaluation device processes to the corresponding logic function for the machine tool control system.

V případě elektricky nevodivého obrobku g u jiné varianty provedení je elektrický obvod,sestavený obdobně jako u předcházející varianty, uzavřen stykem dotykového hrotu g elektricky vodivě spojený s tyčí g se zabroušenvnou plochou 12 dotykového členu 20, vyvolaným posuvem pouzdra 10 vůči pevně upnuté tyči g jako následek styku dotykového hrotu 13 umístěném na vnějším obvodě dotykového členu 20 s povrchem v měřícím bodě u elektricky nevodivého obrobku g. I zde je třeba zdůraznit, že ještě před dotykem je pouzdro £0, a tím i dotykový člen 20 zprostředkovaně na potenciálu napájecího zdroje (neznázorněného) a elektrický projev je stejný jako při předchozí variantě.In the case of an electrically non-conductive workpiece g of another embodiment, the electrical circuit assembled similarly to the previous variant is closed by contact of the stylus g electrically conductively connected to the rod g with the ground surface 12 of the contact member 20 contact of the stylus 13 located on the outer periphery of the stylus 20 with the surface at the measuring point of the electrically nonconductive workpiece g. Here again, it is to be emphasized that before contact, the sleeve 60 and hence the stylus 20 are ) and the electrical performance is the same as the previous variant.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

2S4 B27

1. Device for measuring workpiece dimensions in numerically controlled machine tools, comprising a measuring head mounted on a tool holder with an evaluation unit and a measuring head rod of electrically conductive material t characterized in that the tool holder (1) has an electrically conductive handle. (2) having a formed cavity (4) through which a fixed rod (5) passes in the insert (2), the entire surface of which, except for the faces, is covered by a sheath (6) of electrically non-conductive material and ) towards the workpiece / is provided on the contact part (7), whereby in the cavity (4) there is electrically conductively placed on the insert (2) an evaluation device (19) connected by a guide to the rod (5) and another guide to the connecting member (17) ) inserted in isolation in the opening (16).

Device according to claim 1, characterized in that the contact part (7) is formed by a contact tip (9) electrically conductively connected to the rod (5).

Device according to claim 1, characterized in that the contact part (7) is formed by a housing (10) of electrically conductive material and a protruding part of the rod (5) slidably disposed therein, provided with a casing (6). conductively connected to the insert (2), the sleeve (10) having at its end facing the workpiece an electrically conductive contact member (20) with an exactly known distance (L) between the stylus (13) and the ground surface (12) perpendicular to the axis of the rod (5), while a gap (14) is formed within the housing (10) between the ground surface (12) and the stylus (9) electrically connected to the rod (5) /.