DD213146A1 - Kraftmesseinrichtung an stabfoermigen bauteilen, insbesondere drehmeisseln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftmesseinrichtung an stabfoermigen Bauteilen, insbesondere Drehmeisseln, vorzugsweise zur Steuerung und Ueberwachung des Bearbeitungsprozesses. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass die auf dem Prinzip der Messung der elastischen Verformung beruhende Messeinrichtung eine ausserhalb des Kraftflusses liegende Stange innerhalb bzw. ausserhalb des stabfoermigen Bauteiles zur Messwertgewinnung ausnutzt. Damit ist d. Erfassung von mindestens zwei Kraftkomponenten waehrend des Spannungsprozesses an Werkzeugmaschinen moeglich, so dass die Messeinrichtung insbesondere fuer Drehmaschinen, Fraesmaschinen, Bohrmaschinen und Hobelmaschinen geeignet ist.

Description

Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere Drehmeißeln

Anwendungsgebiet der Erfindimg

Die Erfindung betrifft eine Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere Drehmeißeln, vorzugsweise zur Steuerung und Überwachung des Bearbeitungsprozesses*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannt sind Lösungen zur Messung der Schnittkraftkomponenten an Werkzeugmaschinen zum Zwecke der Überwachung der Schneidwerkzeuge bzw. Steuerung oder Regelung des Bearbeitungsprozesses.

In DD WP 145 845 wird eine Lösung vorgestellt zur Messung der Haupt schnitt kraft an Drehmaschinen. Dabei wird lediglich eine. Kraftkomponente in Schnittrichtung erfaßt und eine induktive Kraftmeßdose als Kraftaufnehmer verwendet. Diese Kraftmeßdose ist im Revolverkopf der Drehmaschine am Indexbolzen anliegend, und damit vom eigentlichen Spanangswerkzeug entfernt, angeordnet.

Mit dem Erfassen von nur einer Kraftrichtung ist der Informationsgehalt der Messung zur Weiterverarbeitung begrenzt. Auf das Meßergebnis wirken auf Grund der relativ weiten räumlichen Trennung von Kraftangriffspunkt und Meßstelle zusätzliche Störgrößen, wie ζ·Β· indifferente Reibungsverluste in der Revolverkopflagerung, ein·

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Ziel der Erfindung

Bs ist das Ziel der Erfindung, eine Meßeinrichtung zu entwickeln, die mindestens zwei Kraftkomponenten möglichst nahe am Kraftangriffspunkt erfaßbar macht.

Darlegung des Wesens der Erfindung ·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen, die die gleichzeitige Messung ¥on mindestens zwei Kraftkomponenten an Werkzeugmaschinen bzw. deren Bauteilen beim Spanen mit vorzugsweise geometrisch bestimmter Schneide, wie z.B, an Drehmaschinen, Bohrmaschinen, Präsmaschinen, ermöglicht, wobei die Meßstelle möglichst direkt am Spanungswerkzeug angeordnet ist.

Diese -Auf gab β -wird erfiriduaigsgemäß unter Anwendung des bekannten Prinzips der Verf ormungsinessung dadurch gelöst, daß die aus der Einwirkung der Kraft bzw. des Drehmoments resultierende elastische Verformung des stabförmigen Bauteiles derart genutzt wird, daß auf geeignete Weise die neutrale Paser des stabförmigen Bauteiles freigemacht und die elastische Verformung gegenüber dieser mechanisch verstärkt aufgenommen wird.

In bzw. an dem stabförmigen Bauteil wird eine Meßstange angeordnet, so daß sich die einzige Verbindungsstelle der Meßstange mit dem stabförmigen Bauteil zwischen Krafteinleitungspunkt und Auflagepunkt bzw. Auflagefläche des stabförmigen Bauteiles befindet. Damit ist die -MeBstange kraft- und momentenfrei.

,25 Unter Belastung verformt sich das stabförmige Beuteil und bewirkt eine Lageänderung der Meßstange, die gleichzeitig zur Meßwertgewinnung genutzt wird.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert.

In der zugehörigen Zeichnung sind dargestellt:

Pig. 1: Kraftmeßeinrichtung an einem stabförmigen Bauteil Pig. 2: Verformung . fig, 3; Seitenansicht Das stabförmige Bauteil 1 wird durch ein Auflager 5 fixiert.

In. diesem stabförmigen Bauteil 1 ist die Meßstange 2 angeordnet, die nur an der Verbindungsstelle 3 mit dem stabförmigen Bauteil verbunden ist und an deren freien Ende sich der Meß-

kopf 6 befindet. Die Punktion der Meßeinrichtung besteht darin, daß unter Einwirkung der Kraftkomponenten P^ und 3* im Kraftangriffspunkt 4 eine Auslenkung des Meßkopfes 6 gegenüber den Kondensatorplatten 8 erfolgt. Diese Auslenkung wird beispielsweise mittels eines kapazitiven Meßverfahrens zur Anzeige gebracht.

Claims (3)

1. ο' ο ο ο
   O ο O ο

   Erfindungsansprüche

   1. Kraftmeßeinrichtung an stabförmigen Bauteilen, insbesondere Drehmeißeln, unter Anwendung des Prinzips der Messung der elastischen Verformung unter Verwendung der Schaltungsanordnung zur kapazitiven Meßwertgewinnung gemäß ΏΏ WP 119 863 bzw» der an sich bekannten induktiven oder optischelektronischen Meßwertaufnähme, dadurch, gekennzeichnet, daß innerhalb bzw· außerhalb des stabförmigen Bauteiles (1) eine freiliegende bzw· gedämpfte Meßstange (2) derart angeordnet ist, daß eine einzige form-, kraft- oder stoffschlüssige Verbindungsstelle (3) von stabförmigesn Bauteil (1) und Meßstange (2) zwischen dem Krafteinleitungspunkt (4) an dem stabförmigen Bauteil (1) und einem Auflager (5) liegt, wobei die Meßstange (2) an ihrem freien Ende einen metallischen Meßkopf (6) mit ebenen oder gekrümmten Meßflächen (7) aufweist, denen vorzugsweise entsprechend geformte Kondensatorplatten (S) allseitig paarweise gegenüberstehen, so daß jegliche kraftabhängige Winkelabweichung (10) von der Achse (9) der Meßstange (2) zu einer Kapazitätsänderung führt, die in einer mit den Kondensatorplatten (8) verbundenen Auswerteeinheit (11) angezeigt wird»
2. 2. Kraftmeßeinrichtung nach Punkt " 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstange (2) und der Meßkopf (6-)~aus nichtmetall bestehen, wobei der Meßkopf (6) .an den Meßflächen (7) einen metallischen, elektrisch leitenden überzug trägt.
3. 3. Kraftmeßeinrichtung nach Punkt "^l 1 > dadurch gekennzeichnet, daß an dem Meßkopf (6) induktive bzw, optisch-elektronische Wegaufnehmer in den Richtungen der Kraftkomponenten 3y und Fp einzeln oder paarweise gegenüberliegend angeordnet sind»

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen