DD211992A1

DD211992A1 - Kontrollvorrichtung fuer werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DD211992A1
Application number: DD24550782A
Authority: DD
Inventors: Lutz Rohde; Juergen Frick
Original assignee: Liebknecht Transformat
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1982-12-03
Publication date: 1984-08-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Lage und Masse von Werkstuecken und Werkzeugen an Werkzeugmaschinen. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kontroollvorrichtung, die bei geringem konstruktiven und oekonomischen Aufwand auch kleinste Lage- und Massaenderungen erfasst und signalisiert. Hierbei war die Aufgabe zu loesen, beei Anwendung einer einfach zu gestaltenden Lichtschranke einen scharf gebuendelten Messstrahl zu erzeugen. Erfindungsgemaess ist zwischen dem Lichtsender und dem Empfaenger ein konvex gestalteter Reflektionskoerper angeordnet. Das zu kontrollierende Teil wird zwischen dem Lichtsender und dem Reflektionskoerper eingebracht. Durch die Woelbung und Anordung des Reflektionskoerpers wird ein effektiv schmaler scharf gebuendelter Messstrahl vom Reflektionskoerper auf den Empfaenger reflektiert. Die geringe Breite des Messstrahles ermoeglicht eine hohe Empfindlichkeit der Messung. Weiterhin wird kein kostspieliger Aufwand an optischen Einrichtungen benoetigt. Die Erfindung kann bei allen Werkzeugmaschinen, bei denen die Lage bzw. die Masse von Werkzeugen usw. festgestellt werden sollen, angewandt werden.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung:

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontrolle der Lage und/oder Maße von Werkstücken und/oder Werkzeugen an Werkzeugmaschinen oder dergleichen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:

Es sind Vorrichtungen bekannt, die die Lage von Werkzeugen oder dergleichen an Werkzeugmaschinen kontrollieren. Dabei wird mittels pneumatisch arbeitender Fühler die Lage des Werkzeuges vor Einleiten des Bearbeitungsvorganges auf der Werkzeugmaschine kontrolliert und festgestellt (DE-OS270984-7 „Vorrichtung zum Fühlen des ordnungsgemäßen Ausgangszustandes eines Werkzeuges oder dergleichen vor Einleiten eines Bearbeitungsvorganges auf einer Werkzeugmaschine oder dergleichen"). Diesen Vorrichtungen haftet jedoch der Nachteil eines hohen konstruktiven und ökonomischen Aufwandes sowie eines großen Raumbedarfes an, da zur Versorgung, Betätigung, Steuerung, Kontrolle und Abschaltung der Fühler, Werkzeuge und Maschine mehrere Baueinheiten, Rohrverbindungen u.a. Bauelemente notwendig sind.

Weiterhin ist eine Lichtschranke, insbesondere für Werkzeugschutzeinrichtungen bekannt (DE-OS 2461 655 „Lichtschranke").

Derartige Lichtschranken werden auf den verschiedensten Gebieten zur Überwachung von Bewegungsvorgängen, also auch solcher bei Bearbeitungsvorgängen auf Werkzeugmaschinen, eingesetzt. Dabei ist eine Lichtschranke als eine Strahlenschranke für sichtbares oder Infrarotlicht zu definieren. Sie besteht aus einem Lichtsender und einem Fotodedektor mit nachgeschaltetem Schaltverstärker. Der durch den Lichtsender erzeugte gebündelte Lichtstrahl kann dabei direkt auf den Fotodedektor gerichtet sein oder aber wie bei der Reflexlichtschranke über Spiegel bzw. Reflexfolien umgelenkt werden. Die Anwendung solcher Lichtschranken bei Werkzeugschutzeinrichtungen der o.g. Art bei Werkzeugmaschinen ist jedoch mit großen Nachteilen verbunden. So werden z. B. zum genauen und rechtzeitigen Erkennen bzw. Erfassen von Kontrollbzw. Meßpunkten scharf gebündelte bzw. Lichtstrahlen mit geringem Strahlendurchmesser benötigt. Solche Meßstrahlen geringer Breite können jedoch nur mit Hilfe kostspieliger und aufwendiger optischer Zusatzeinrichtungen in Form von Linsen, Fokussiereinrichtungen u.a. Instrumente erzeugt werden, bzw. es werden Geräte zur Erzeugung von Laserstrahlen eingesetzt. Beide Verfahren bedürfen eines sehr hohen konstruktiven und ökonomischen Aufwandes und können auch nur sehr schwierig in dem zur Verfügung stehenden freien Raum der Werkzeugmaschine zur Messung bzw. Kontrolle der Lage des Werkstückes bzw. Werkzeuges angeordnet und eingesetzt werden.

Ziel der Erfindung:

Ziel der Erfindung ist es, die dem Stand der Technik anhaftenden Mängel zu beseitigen und eine Vorrichtung zur Kontrolle der Lage bzw. Abmessungen von Werkzeugen oder Werkstücken an Werkzeugmaschinen zu schaffen, mit der bei geringem konstruktiven und ökonomischen Aufwand auch kleinste Lage- und Maßänderungen der zu kontrollierenden bzw. zu messenden Teile erfaßt bzw. registriert und angezeigt werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kontrollvorrichtung konstruktiv und deren Bauteile anordnungsgemäß so zu gestalten, daß bei Anwendung einer einfach zu gestaltenden Lichtschranke ein schmaler, effektiv wirksamer Meßstrahl erzeugt wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Lichtsender und dem Empfänger der Lichtschranke ein konvex gestalteter Reflexionskörper, vorzugsweise in Form eines Zylinders, angeordnet ist. Das zu kontrollierende bzw. zu messende Teil befindet sich vorteilhafter Weise zwischen dem Lichtsender und dem Reflektionskörper. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die vom Lichtsender ausgesandten Lichtstrahlen vom Reflektionskörper reflektiert und in Richtung Empfänger geworfen werderr - .

Dabei wird bedingt durch den Krümmungsradius bzw. die Wölbung des konvexen Reflektionskörpers sowie durch die Lage desselben in der gesamten Anordnung der Lichtschranke nur ein Teil der Lichtstrahlen direkt auf den Empfänger geworfen. Das heißt, der Empfänger empfängt nur den Teil der Lichtstrahlen, der vom Reflektionskörper in seine Richtung reflektiert wird. Bedingt durch die konvexe Wölbung des Reflektionskörpers gelangt also nur ein ganz schmaler L[cht- oder Meßstrahl effektiv vom Lichtsender zum Empfänger. Alle anderen vom Lichtsender ausgesandten Strahlen werden vom Reflektionskörper am Empfänger vorbeigestrahlt. Dadurch, daß effektiv also nur ein ganz schmaler Meßstrahl zur Wirkung kommt, ist es möglich, diesen Meßstrahl zum Kontrollieren, Messen und zur Signalgebung zu verwenden. Das heißt, daß ein, in den Strahlengang zwischen Lichtsender und Reflektionskörper eingebrachtes Teil, z. B. Werkstück oder Werkzeug, erst dann eine Signalgebung über den Empfänger ausgelöst, wenn es in den schmalen effektiven Meßstrahl gerät bzw. diesen verläßt. Eine Signalgebung kann in einer Ab- oder Zuschaltung, optisch oder akustisch über den nachgeschalteten Schaltverstärker realisiert werden. Die geringe Breite oder Dicke des Meßstrahls ermöglicht somit eine sehr empfindliche Ansprechbarkeit bzw. Auslösung der Kontrollvorrichtung und damit auch sehr feine Messungen mit geringen Toleranzen. Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es auch möglich, ohne hochwertige und kostspielige optische Einrichtungen bzw. aufwendige Lasereinrichtungen auszukommen. Weiterhin bietet sich der Vorteil einer kleinräumigen und platzsparenden sowie an der Werkzeugmaschine leicht unterzubringenden und anzuordnenden sowie einzustellenden Kontrollvorrichtung an.

Um den Einfall von Streu- und Fremdlicht in den Empfänger zu vermeiden ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, den Empfänger mit einer Blende und/oder röhrenartigen Verlängerung in Richtung des Reflektionskörpers zu versehen. Damit wird erreicht, daß effektiv nur der reflektierte Meßstrahl in den Empfänger gelangt.

Ausführungsbeispiei:

An dem in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden.

Die von dem Lichtsender 1 ausgesandten Lichtstrahlen werden von dem in Form eines Zylinders ausgestalteten konvexen Reflektionskörper 2 reflektiert und somit auch in Richtung des Empfängers 3 der Lichtschranke geworfen. Bedingt durch die

Lage des Reflektionskörpers 2 in der gesamten Anordnung der Lichtschranke sowie durch den Krümmungsradius der konvexen Oberfläche desselben wird nur ein Teil der vom Lichtsender 1 ausgesandten Lichtstrahlen direkt auf den Empfänger 3 reflektiert. Das heißt, der Empfänger 3 empfängt nur den Teil der Lichtstrahlen, der vom Reflektionskörper 2 in seine Richtung reflektiert wird. Es gelangt also, bedingt durch die konvexe Wölbung des Reflektionskörpers 2, nur ein ganz schmaler Licht-oder Meßstrahl 4 effektiv vom Lichtsender 1 zum Empfänger 3. Alle anderen vom Lichtsender 1 ausgesandten Strahlen werden vom Reflektionskörper 2 am Empfänger 3 vorbeigestrahlt. Dadurch, daß effektiv also nur ein ganz schmaler Meßstrahl 4 mit der im Beispiel vorgebenen Meßstrahldicke „a" zur Wirkung kommt, in der Zeichnung durch den idealisierten nutzbaren Strahlengang 7 dargestellt, ist es möglich, diesen Meßstahl 4 zum Kontrollieren, Messen und zur Signalgebung zu verwenden. Zu diesem Zwecke wird in den Strahlengang zwischen .Lichtsender 1 und Reflektionskörper 2 das Werkstück 5 eingebracht. Das Werkstück 5 löst erst dann eine Signalgebung über den Empfänger 3 aus, wenn es in den Meßstrahi 4 gerät bzw. diesen verläßt. Eine Signalgebung kann in einer Ab-oder Zuschaltung, optisch oder akustisch über den in der Zeichnung nicht näher dargestellten der Lichtschranke nachgeschalteten Schaltverstärker realisiert werden. Die geringe Meßstrahldicke „a" ermöglicht somit eine sehr empfindliche Ansprechbarkeit bzw. Auslösung der gesamten Kontrollvorrichtung und damit auch sehr feine Messungen mit geringen Toleranzen. Es ist z.B. möglich, mit einer solchen Vorrichtung die Lage, den Abstand, die Exzentrität bzw. zentrische Lage sowie auch Maße von Werkzeugen und Werkstücken vor Beginn des Bearbeitungsvorganges als auch während desselben zu kontrollieren.

Um den Einfall von Streu- oder Fremdlicht in den Empfänger 3 und damit eine ungewollte Auslösung der Vorrichtung zu vermeiden, wird der Empfänger 3 in Richtung zum Reflektionskörper 2 mit einer Blende oder röhrenförmigen Verlängerung 6 versehen. Damit wird erreicht, daß effektiv nur der reflektierte Meßstrahl 4 in den Empfänger 3 gelangt.

Claims

Erfindungsansprüche

1. Vorrichtung zur Kontrolle der Lage und/oder Maße und/oder des Ausgangszustandes von Werkstücken und/oder Werkzeugen vor Einleiten und/oder bei Durchführung eines Bearbeitungsvorganges auf einer Werkzeugmaschine oder dergleichen, gekennzeichnet dadurch, daßinan sich bekannter Weise eine Lichtschranke verwendet wird derart, daß zwischen dem Lichtsender und dem Empfänger ein konvex gestalteter Reflexionskörper, vorzugsweise in Form eines Zylinders, und das zu kontrollierende bzw. zu messende Teil vorteilhafter Weise zwischen dem Lichtsender und dem Reflektionskörper angeordnet sind.
2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Empfänger der Lichtschranke in Richtung des Reflektionskörpers mit einer Blende und/oder röhrenartigen Verlängerung versehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen