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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Vermessen eines Werkzeuges
mit Hilfe einer Messeinrichtung sowie eine zur Durchführung des
Verfahrens geeignete Messeinrichtung.
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Vorrichtungen
und Verfahren zum Vermessen von Werkzeugen mit Hilfe geeigneter
Messeinrichtungen sind bekannt. Die Messeinrichtungen sind in der
Regel Bestandteil eines gesonderten Mess- und Einstellgerätes. Eine
Messeinrichtung umfasst üblicherweise
einen Grundkörper
mit einer Aufnahmeeinrichtung zur Aufnahme eines zu vermessenden
Werkzeuges und einen am Grundkörper
angebrachten Koordinatenschlitten, der das auf das Werkzeug auszurichtende
Vermessungssystem trägt.
Als optische Vermessungssysteme wurden herkömmlich Projektionsoptiken verwendet,
in jüngster
Zeit werden zunehmend Kamerasysteme mit angeschlossener Bildverarbeitung
eingesetzt.
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Um
mit einer derartigen Messeinrichtung in kurzer Zeit viele gegebenenfalls
unterschiedlich geartete Werkzeuge beziehungsweise Werkzeugtypen vermessen
und/oder einstellen zu können,
sind bei gat tungsgemässen
Messeinrichtungen einer Messeinrichtung mehrere Adapter zur lagedefinierten
Anordnung von Werkzeugen an der Messeinrichtung zugeordnet. Ein
Adapter umfasst ein Grundmodul, das normalerweise fest mit einem
Grundkörper
der Messeinrichtung verbunden ist, sowie ein oder mehrere dem Grundmodul
zugeordnete Einsatzmodule. Ein Einsatzmodul hat eine zur Aufnahme
eines zu vermessenden Werkzeuges vorgesehene Werkzeugaufnahme, beispielsweise
eine Hohlschaftkegel(HSK)- oder eine Steilkegel(SK)-Werkzeugaufnahme.
Durch Verwendung derartiger, modular aufgebauter Adapter ist eine
hochflexible Werkzeugvermessung und/oder -einstellung möglich, da
die Messeinrichtung durch Auswechslung von Einsatzmodulen schnell
und einfach an die Art des zu vermessenden Werkzeuges angepasst
werden kann.
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Bei
Verwendung derartiger Adapter muss die Messeinrichtung vor Beginn
des eigentlichen Messvorgangs kalibriert bzw. referenziert werden,
um eine eindeutige Beziehung zwischen dem Messkoordinatensystem
der Messeinrichtung und dem werkzeugseitigen Werkzeugkoordinatensystem
herzustellen. Das Messkoordinatensystem beschreibt das Koordinatensystem
des Koordinatenschlittens. Das Werkzeugkoordinatensystem bezieht
sich auf einen logischen Nullpunkt eines Einsatzmoduls. Seine Position hängt von
der Art der genormten Werkzeugaufnahme im Einsatzmodul ab. Auf diesen
logischen Nullpunkt sollen bei der Messung die Werkzeugparameter
(z.B. Werkzeuglänge
oder Werkzeugradius) bezogen werden. Da der logische Nullpunkt des
Werkzeugkoordinatensystems für
eine Messung nicht zugänglich
ist, wird an jedem Einsatzmodul ein Hilfsnullpunkt angebracht, der
auch als Eichkante bezeichnet wird und beispielsweise im oberen
Randbereich des Einsatzmoduls angebracht sein kann. Der Hilfsnullpunkt
hat gegenüber
dem logischen Nullpunkt einen definierten Versatz (Offset) in radialer
Richtung und in Längsrichtung,
der durch Hilfskoordinaten, d.h. Differenzwerte zwischen logischem
Nullpunkt und Hilfsnullpunkt in radialer und in Längsrichtung,
beschreibbar ist. Diese Differenzwerte werden durch Vermessen des
Einsatzmoduls bestimmt und herkömmlicherweise
am Einsatzmodul durch Einprägen,
Einätzen
oder dergleichen aufgezeichnet. Diese Vermessung des Einsatzmoduls
und die Aufzeichnung der Hilfskoordinaten werden üblicherweise
beim Hersteller des Einsatzmoduls einmal vorgenommen, so dass der
Anwender die z.B. eingeprägten
Hilfskoordinaten später
für die
Messung verwenden kann.
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Bei
der Werkzeugvermessung mit Hilfe derartiger Adapter war herkömmlich wie
folgt verfahren worden. Sollte beispielsweise ein Werkzeug mit Hohlschaftkegel
vermessen werden, so wurde zunächst
ein Einsatzmodul mit einer HSK-Werkzeugaufnahme in ein Grundmodul
zur Bildung eines Adapters mit HSK-Werkzeugaufnahme eingesetzt.
Das Werkzeug wurde vorher oder nachher in die Werkzeugaufnahme eingesteckt.
Der Bediener las die Hilfskoordinaten, die das gewählte Einsatzmodul
individuell beschreiben, vom Einsatzmodul ab und gab sie über eine
Tastatur in eine Auswerte- und Bedieneinheit der Messeinrichtung
ein. Es konnte auch so sein, dass die Hilfskoordinaten einer Vielzahl
von Einsatzmodulen, gegebenenfalls zusammen mit einer Modulidentifikation,
beispielsweise einer eindeutigen Nummer, in einer Datenbank abgespeichert wurden.
In diesem Fall reichte die Eingabe der Modulnummer, damit die Auswerteeinheit
den richtigen Datensatz mit den abgelegten Hilfskoordinaten auswählte. Dann
erfolgte die Kalibrierung der Messeinrichtung mit Hilfe des Hilfsnullpunktes,
indem beispielsweise ein Fadenkreuz eines optischen Vermessungssystems
auf die Eichkante gefahren und die zielgenaue Einstellung des Fadenkreuzes
vom Bediener an der Bedieneinheit quittiert wurde. In diesem Moment
war eine rechnermässige
Verbindung zwischen dem Messkoordinatensystem und dem Werkzeugkoordinatensystem
hergestellt und der Adapter war lokalisiert. Nun konnte die eigentliche
Messung beginnen, bei der in an sich bekannter Weise beispielsweise
die Werkzeuglänge
(Z-Wert) und/oder ein Werkzeugradius (X-Wert) und/oder weitere Parameter
des Werkzeuges bestimmt wurden. Die ermittelten Messwerte konnten
dann rechnergestützt
mit Hilfe der Hilfskoordinaten genutzt werden, die Werkzeugparameter
bezogen auf den werkzeuginternen, logischen Nullpunkt zu ermitteln
und an einer Ausgabeeinheit, beispielsweise einem Bildschirm, auszugeben.
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Es
hatte sich gezeigt, dass bei diesem Verfahren immer wieder Messfehler
auftraten, besonders wenn viele Vermessungsvorgänge an unterschiedlichen Werkzeugtypen
im Dauerbetrieb vorgenommen werden mussten. Häufig wurden diese Messfehler
erst bemerkt, wenn mit Hilfe eines falsch vermessenen und/oder eingestellten
Werkzeuges ein Werkstück
bearbeitet wurde. Dies konnte zu Ausschussraten führen, die
den Nutzen derartiger hochflexibler Systeme teilweise wieder einschränkten.
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Zur
Vermeidung dieser Probleme wird in der Patentanmeldung
DE 101 24 275 A1 der Anmelderin ein
Verfahren vorgestellt, das eine automatische Übertragung der Modulinformation
vom Einsatzmodul, bzw. vom Adapter, zur Messeinrichtung vorsieht. Dadurch
ist eine automatische Identifikation des verwendeten Adapters möglich und
es werden automatisch die richtigen, dem Adapter zugeordneten Daten, insbesondere
die Hilfskoordinaten für
den Hilfsnullpunkt, für
die weitere Messung und Auswertung bereitgestellt. Die vorher übliche manuelle
Eingabe von Daten scheidet damit als mögliche Fehlerquelle aus. Dadurch
steigt einerseits die Prozesssicherheit und andererseits wird der
Messvorgang bedienerfreundlicher, da eine Bedienperson von der Aufgabe
der manuellen Eingabe von Daten entlastet werden kann. Der Inhalt
der
DE 101 24 275
A1 wird durch Bezugnahme zum Inhalt dieser Anmeldung gemacht.
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Für die Übertragung
der Modulinformation vom Einsatzmodul bzw. vom Adapter zur Messeinrichtung
werden in der
DE 101
24 275 A1 verschie dene Techniken vorgeschlagen. Beispielsweise
ist eine mechanische Übertragung
mit Hilfe mechanischer Kodierungen und entsprechender Abtastungen
angesprochen, ebenso eine induktive Übertragung oder Funkübertragung
von Information. Weiterhin wird vorgeschlagen, eine optische Informationsübertragung
zu nutzten, beispielsweise mit Hilfe eines Bar-Codes am Einsatzmodul
und eines entsprechende Bar-Code-Lesegerätes auf
Seiten der Messeinrichtung. Als Datenträger am Einsatzmodul werden auch
halbleiterbasierte Datenträger,
z.B. Datenchips, angesprochen, die elektrisch kontaktiert oder berührungsfrei
z.B. induktiv ausgelesen werden können. Auch die Verwendung beschreibbarer
Datenträger am
Einsatzmodul ist angesprochen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein alternatives Verfahren
und eine alternative Messeinrichtung zum Vermessen von Werkzeugen
bereitzustellen, bei dem eine automatische Übertragung von Modulinformation
von einem Einsatzmodul zu einer Messeinrichtung vorgesehen ist.
Dabei soll es insbesondere ermöglicht
werden, die Prozesssicherheit bei günstigen Kosten zu stabilisieren
oder sogar weiter zu erhöhen.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe schlägt
die Erfindung ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 sowie
eine Messeinrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 12 vor. Vorteilhafte
Weiterbildungen sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben. Der Wortlaut sämtlicher
Ansprüche
wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren,
bei dem eine automatische Übertragung
der Modulinformation vom Einsatzmodul, bzw. vom Adapter, zur Messeinrichtung
vorgesehen ist, zeichnet sich dadurch aus, dass diese automatische Übertragung
mit Hilfe mindestens einer Datenübertragungskamera
durchgeführt
wird. Durch Verwendung einer Datenübertragungskamera zur optischen
Erfassung der Modulinformation und einer damit verbundenen automatischen Übertragung
vom Einsatzmodul bzw. Adapter zur Messeinrichtung sind zahlreiche
günstige
Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens
möglich.
Die Modulinformation kann in jeder optisch über eine Kamera erfassbaren
Form vorliegen, gegebenenfalls auch in einer für einen Bediener unmittelbar
interpretierbaren Form, beispielsweise in Form von Schriftzeichen,
Zahlen oder Kombinationen davon. Mit Hilfe einer Datenübertragungskamera
kann Modulinformation bei hoher Informationsdichte schnell und weitgehend
fehlerfrei übertragen
werden.
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Bei
einer Weiterbildung wird zum Vermessen des Werkzeuges mindestens
eine Messkamera verwendet, die auch als Datenübertragungskamera zur automatischen Übertragung
der Modulinformation verwendet wird. Die mindestens eine zur Messeinrichtung
gehörende
Messkamera kann daher mit mehrfachem Nutzen eingesetzt werden, da
sie auch als Informationserfassungseinrichtung zur Erfassung von
an dem Einsatzmodul aufgezeichneter Modulinformation dienen kann.
Bei optischen Vermessungssystemen, die mindestens eine Messkamera
mit angeschlossener Bildverarbeitung haben, kann die automatische Übertragung
von Modulinformation daher mit geringem konstruktiven und finanziellen
Aufwand realisiert werden, da auf eine gesonderte Datenübertragungskamera
zur Erfassung der Modulinformation verzichtet werden kann.
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Vorzugsweise
ist die mindestens eine Kamera, die sowohl als Messkamera, als auch
als Datenübertragungskamera
verwendet werden soll, an der Messeinrichtung derart beweglich angeordnet,
dass sie zwischen einer Messposition (zum Vermessen des Werkzeuges)
und einer Datenübertragungsposition
(zur Erfassung der Modulinformation) verfahren werden kann, um für jede Nutzung
optimal positioniert zu sein.
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Die
für die
Vermessung und die Datenübertragung
verwendete Kamera (Mess- und Datenübertragungskamera) ist vorzugsweise
hinsichtlich Schärfentiefe,
Bildfeldgröße, Empfindlichkeit und/oder
anderer Kameraparametern so ausgelegt, dass sie ohne Umstellung
sowohl für
die Vermessung als auch für
die optische Datenerfassung und Datenübertragung genutzt werden kann.
Es reicht in diesem Falle aus, wenn die angeschlossene Bildauswertungseinheit
zwischen einer Datenübertragungskonfiguration
und einer Messkonfiguration umgestellt wird, z.B. durch Aktivierung
unterschiedlicher Auswerteprogramme einer Bildauswertungssoftware. Die
Umstellung kann automatisch ablaufen.
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Bei
einer Weiterbildung wird eine Flächenkamera
als Datenübertragungskamera
verwendet. Hierdurch ist es möglich,
mit einer während
der Informationserfassung unbeweglichen Kamera Modulinformationen
zu erfassen, die in Form einer zweidimensional strukturierten, optisch
erfassbaren Information am Modul angebracht ist. Es kann sich dabei beispielsweise
um eine auch durch einen Bediener unmittelbar interpretierbare Information
handeln, die beispielsweise Zahlen, Buchstaben, Symbole und/oder
Kombinationen hieraus enthält,
die die Modulinformation eindeutig tragen. Der Datenträger kann
durch ein entsprechend gekennzeichnetes Einsatzmodul gebildet sein,
das z.B. einen Schriftzug mit der Modulinformation aufweist. Eine
angeschlossene Bildverarbeitungseinrichtung kann entsprechende OCR-Software
zur optischen Zeichenerkennung enthalten. Im Allgemeinen kann mit
Hilfe eines zweidimensional strukturierten, optisch erfassbaren
Datenträgers
auf kleiner Fläche
eine hohe Datendichte bereitgestellt werden, so dass in einem durch
eine Kamera gut erfassbaren kleinen Bereich viel Information und/oder
teilweise redundante Information zur Erhöhung der Fehlersicherheit untergebracht
werden kann.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
wird mindestens ein Datenträger
mit einem sogenannten Data Matrix Code verwendet. Ähnlich wie
ein eindimensionaler Barcode repräsentiert ein zweidimensionaler
Data Matrix Code die Information durch helle und dunkle rechteckige Felder.
Dieser Code kann beispielsweise direkt mit einer Laserbeschriftungsmaschine
in ein Einsatzmodul eingraviert oder auf ein Etikett gedruckt an
das Einsatzmodul aufgeklebt sein. Er zeichnet sich durch hohe Datendichte
und Fehlersicherheit aus. Andere Matrixcodes sind ebenfalls möglich.
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Ist
der die Modulinformation tragende Bereich größer als das Bildfeld der Datenübertragungskamera
in der Datenübertragungskonfiguration,
so kann durch Verfahren der Datenübertragungskamera relativ zum
Adapter die in einer ggf. zweidimensional strukturierten Form vorliegende
Information gescannt werden.
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Alternativ
zu einer Flächenkamera
ist auch die Verwendung mindestens einer Zeilenkamera zur Erfassung
von Modulinformation möglich.
Mit dieser kann beispielsweise die in einem Bar-Code vorliegende
Modulinformation erfasst werden, ohne dass die Kamera hierzu bewegt
werden muss. Bei Verwendung einer Zeilenkamera kann ebenfalls eine Scanbewegung
vorgesehen sein, um die Information aus zweidimensional strukturierten
Datenträgern, beispielsweise
einem Data Matrix Code, erfassen zu können.
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Um
die Erfassungssicherheit der Datenübertragungskamera während der
Erfassung der Modulinformation zu erhöhen, ist bei bevorzugten Ausführungsformen
eine aktive Beleuchtung des die Modulinformation tragenden Datenträgers während der
Datenerfassung mit Hilfe eines geeignet ausgerichteten Beleuchtungssystems
vorgesehen. Hierdurch kann die Sicherheit der Datenerfassung unabhängig von den
Lichtverhältnissen
der Umgebung sichergestellt werden, so dass auch in schlecht beleuchteten
Räumen
kurze Erfassungszeiten und geringe Fehlerraten möglich sind. Die entsprechende
Beleuchtungseinrichtung kann in der Nähe der Datenerfassungskamera
angebracht und beispielsweise mit dieser verfahrbar sein. Es kann
eine Schaltautomatik für die Beleuchtung
vorgesehen sein, die so konfiguriert ist, dass die Beleuchtung in
einer Vorbereitungsphase für
die Datenübertragung
automatisch eingeschaltet und nach Abschluss der Datenübertragung
vor einer nachfolgenden Messung automatisch wieder abgeschaltet
wird, um die Vermessung nicht zu beeinträchtigen.
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Um
die Prozesssicherheit weiter zu steigern, kann eine Sicherung der
Datenübertragung
und/oder Datenverarbeitung in der Weise durchgeführt werden, dass eine Übertragung
der Modulinformation vom Einsatzmodul zur Messeinrichtung und/oder eine
Weiterverarbeitung der Modulinformation nur dann durchführbar ist,
wenn der Adapter korrekt zusammengesetzt ist. Hierzu kann eine Prüfeinrichtung zur
Prüfung
des korrekten Passsitzes zwischen Grundmodul und Einsatzmodul vorgesehen
sein, beispielsweise mit einem nur bei korrektem Passsitz betätigbaren
Endlagenschalter oder Näherungsschalter,
der ein Freigabesignal abgibt, mit dem die Datenübertragung zwischen Einsatzmodul
und Messeinrichtung oder die Weiterverarbeitung von übertragenen
Daten nur bei korrekt eingesetztem Adapter freigegeben wird.
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Bei
einer Weiterbildung werden die Verfahrensschritte, die zum Einlesen
der Modulinformation erforderlich sind, automatisch durchgeführt, wenn
die Steuereinrichtung ein entsprechendes Startsignal für eine automatische
Durchführung
der für
die Datenübertragung
notwendigen Schritte erhält.
Beispielsweise kann das Einwechseln eines Einsatzmoduls die zum
Einlesen der Modulinformation erforderlichen Vorgänge automatisch
auslösen.
Hierzu kann beispielsweise das oben erwähnte Freigabesignal der Sicherungseinrichtung
als Startsignal genutzt werden. In diesem Fall können die automatischen Vorgänge zur
Datenübertragung
nur dann ablaufen, wenn der Adapter korrekt zusammengesetzt ist. Ebenso
ist es möglich,
dass die Eingabe einer neuen Adapternummer in die Bedieneinheit
zur Erzeugung eines Startsignals verarbeitet wird, dass dann die Vorgänge zur
automatischen Übertragung
der Modulinformationen einleitet.
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Ein
zur Durchführung
des erfindungsgemässen
Verfahrens geeignetes Messsystem zeichnet sich gegenüber herkömmlichen
Systemen dadurch aus, dass eine besondere Übertragungseinrichtung zur
automatischen Übertragung
von Modulinformation zwischen einem zusammengesetzten Adapter und
der Messeinrichtung vorgesehen ist. Die Übertragungseinrichtung umfasst
auf Seiten der Messeinrichtung mindestens eine Datenübertragungskamera zur
optischen Erfassung von Modulinformation, die an einem dem Einsatzmodul
zugeordneten Datenträger
mit optisch erfassbarer Modulinformation aufgezeichnet ist. Dabei
kann das Einsatzmodul selbst als Datenträger dienen, indem es z.B. eine
geeignete Markierung, Beschriftung oder sonstige Kennzeichnung aufweist.
Gesonderte Datenträger,
die ggf. auswechselbar und/oder lösbar am Einsatzmodul befestigt
sein können,
sind ebenfalls möglich.
Einsatzmodule können
demgemäss
als Teil der Übertragungseinrichtung
einen oder mehrere Datenträger
zur Aufzeichnung optisch erfassbarer Modulinformation haben oder
als Datenträger
ausgestaltet sein. Der adapterseitige, optisch auslesbare Datenträger und
die Datenübertragungskamera
auf Seiten der Messeinrichtung sind so aneinander angepasst, dass
zwischen ihnen zumindest bei korrekt zusammengesetztem Adapter ein
Datenübertragungskontakt
möglich
ist. Weitere Einzelheiten des Messsystems sind den vorangegangen
Erläuterungen
und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles entnehmbar.
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Die
vorstehenden und weiteren Merkmale gehen ausser aus den Ansprüchen auch
aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen
Merkmale jeweils für
sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei
einer Ausführungsform
der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte
sowie für
sich schutzfähige
Ausführungen
darstellen können.
Es zeigen:
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1 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemässen Werkzeugmess-
und Einstellgerätes;
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2 zeigt
eine schematische Draufsicht auf eine in Datenübertragungsposition gebrachte
Datenübertragungskamera
und einen Adapter mit einem optisch auslesbaren Datenträger, der
sich im Erfassungsbereich der Datenübertragungskamera befindet;
und
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3 zeigt
eine schrägperspektivische
Teilansicht eines Adapters, an dem ein Datenträger mit einem Data Matrix Code
angebracht ist.
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Die
schematische Seitenansicht in 1 zeigt
eine Ausführungsform
eines erfindungsgemässen
Messsystems 1 zur vertikalen Werkzeugvermessung und -einstellung.
Das System umfasst ein frei aufstellbares Messgerät 2 und
eine Vielzahl dem Messgerät
zugeordneter, modular aufgebauter Adapter 3, die der Befestigung
der zu vermessenden Werkzeuge am Messgerät dienen. Das Messgerät hat einen
Grundkörper 4 mit
einer Aufnahmeeinrichtung, in die von oben jeweils ein Adapter passgenau einsetzbar
ist. Der Grundkörper
trägt einen
im einzelnen nicht dargestellten Horizontalschlitten, auf dem eine
Säule 6 entlang
einer horizontalen X-Achse 7 mit Hilfe von computergesteuerten
Schrittmotoren verfahrbar ist. Die Säule 6 trägt an ihrer
der Aufnahmeeinrichtung zugewandten Seite einen Vertikalschlitten,
der mit Hilfe eines weiteren computergesteuerten Schrittmotors entlang
einer vertikalen Z-Achse 8 verfahrbar
ist. An dem Vertikalschlitten ist ein Optikträger 9 angebracht,
der eine Messkamera 10 trägt, bei der es sich um eine
CCD-Kamera (Flächenkamera,
Matrix-Kamera) handelt, die an eine Bildauswerteeinrichtung angeschlossen
ist. Die als optisches Vermessungssystem für das Werkzeug dienende Messkamera
ist in X- und Z-Richtung verfahrbar, um ein in einem Adapter 3 aufgenommenes Werkzeug
in das Bildfeld der Messkamera zu bringen. Die Verfahrwege in X-
und Z-Richtung werden mit Hilfe schematisch dargestellter Längenmesssysteme 11, 12 erfasst.
Bei der gezeigten Dreiachs-Ausführung
ist der Adapter noch um eine vertikale C-Achse 13 drehbar,
wobei diese Drehung mit einem Rotationsgeber 14 erfassbar
ist. Neben dem Rotationsgeber ist ein Endlagenschalter 15 angebracht, der
Teil einer später
erläuterten
Sicherungseinrichtung ist, die eine Datenübertragung und/oder Messung
nur bei korrekt eingesetztem Adapter zulässt.
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Die
gesamte Anlage ist computergesteuert. Hierzu sind die Antriebe für die Horizontal-
und Vertikalverschiebung der Messkamera 10 sowie die Drehung
des Adapters an eine nicht gezeigte, mit einem Mikroprozessor ausgestattete
Steuereinheit angeschlossen. Die Signale der Längenmesssysteme 11, 12 sowie
des Drehmesssystems 14 werden in einer Rechnereinheit verarbeitet,
die Bestandteil einer Auswerte- und Bedieneinheit 20 ist,
der zur Anzeige und/oder Ausgabe von Bedienerabfragen und/oder Daten
ein Bildschirm 21 zugeordnet ist. An diesem kann auch ein
Teil des von der Messkamera 10 erfassten Bildes, beispielsweise
mit einem Ausschnitt einer Werkzeugschneide, angezeigt werden. Die Auswerte-
und Bedieneinheit enthält
ein Arbeitsprogramm zur Dekodierung von in einem Data Matrix Code
kodierter Information (Codelesesoftware). Die Eingabe von Bedienerbefehlen
und Daten erfolgt über
eine nicht gezeigte Tastatur.
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Eine
Besonderheit des dargestellten Messsystems besteht darin, dass eine Übertragungseinrichtung 27 zur
automatischen Übertragung
von Modulinformation zwischen dem Adapter 3 und der Messeinrichtung 2 vorgesehen
ist, deren Funktion weiter unten noch näher erläutert wird. Die Übertragungseinrichtung
umfasst auf Seiten des Adapters einen Datenträger 26 mit einem optisch
lesbaren, zweidimensional strukturierten Data Matrix Code, der im oberen
Bereich des Einsatzmoduls des Adapters an dessen Rand angebracht
ist und der in kodierter Form Modulinformation über den Adapter enthält (vgl. 3).
Auf Seiten der Messeinrichtung umfasst die Übertragungseinrichtung 27 eine
Datenübertragungskamera,
die durch die Messkamera 10 gebildet wird. Die wechselweise
als Messkamera und als Datenübertragungskamera
nutzbare Kamera 10 wird auch als Mess- und Datenübertragungskamera
oder einfach als Kamera bezeichnet und ist an der Säule 6 in
vertikaler Richtung (entlang Z-Achse 8) und gegebenenfalls
entlang der X-Achse in horizontaler Richtung zwischen einer durchgezogen
gezeichneten Messposition mit Abstand oberhalb des Adapters und
einer gestrichelt gezeichneten Datenübertragungsposition auf Höhe des oberen
Rands des Adapters verfahrbar. Wenn die Mess- und Datenübertragungskamera 10 in
ihrer Datenübertragungsposition
ist und der Adapter 3 derart um seine Achse 13 verdreht
ist, dass der Datenträger 26 im
Bildfeld der Mess- und Datenübertragungskamera 10 in
deren Schärfenzone
liegt, so kann die im Datenträger 26 kodierte
Modulinformation durch die Kamera 10 optisch erfasst und
eine entsprechende Bildinformation an die angeschlossene Auswerteeinheit 20 übertragen
werden.
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An
dem Träger 9 für die Mess-
und Datenübertragungskamera 10 ist
auf der Seite der Kamera eine schematisch dargestellte Beleuchtungseinrichtung 60 angebracht,
deren Lichtquelle so ausgerichtet ist, dass der in die richtige
Position verfahrene Datenträger
durch die Beleuchtungseinrichtung 60 während der Bilderfassung beleuchtet
werden kann, um eine kontrastreiche Abbildung unabhängig von
den Lichtverhältnissen
der Umgebung sicherzustellen. In der Messposition der Kamera 10 ist
die Beleuchtungseinrichtung 60 je nach Messverfahren eingeschaltet
oder ausgeschaltet. Die Beleuchtungseinrichtung 60 kann
z.B. bei Auflichtmessungen oder zur Schneideninspektion eingeschaltet
werden. Bei Messungen mit Hintergrundbeleuchtung des Werkzeuges
(Projektionsmessungen zur Konturbestimmung) ist sie dagegen ausgeschaltet.
An der in Bezug auf die Achse 13 gegenüber liegenden Seite des Trägers 9 ist
eine Hintergrund-Beleuchtungseinrichtung 65 angebracht.
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Anhand
der 1 wird nun der Aufbau erfindungsgemässer Adapter
näher beschrieben.
Der in 1 gezeigte Adapter 3 ist zweiteilig modular
aufgebaut und umfasst ein Basis- bzw. Grundmodul 30 und
ein in das Grundmodul ohne Zwischenelemente passgenau einsetzbares
Einsatzmodul 31. Das Grundmodul ist maschinenfest im Grundkörper 4 befestigt
und sorgt für
die richtige Lage und Ausrichtung des Adapter am Messgerät. Das Einsatzmodul 31 hat eine
von oben zugängliche
Werkzeugaufnahme 32, in die ein zu vermessendes Werkzeug
passgenau einsetzbar ist. Es sind Einsatzmodule mit verschiedenen
Arten von Werkzeugaufnahmen 32 vorgesehen, die ein Einspannen
aller Werkzeugtypen analog zu einer Werkzeugmaschine ermöglichen.
Darunter sind insbesondere Steilkegelaufnahmen und Hohlschaftkegelaufnahmen
genormter Dimensionen.
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Um
ein Werkzeug vermessen zu können, welches
mit Hilfe eines derartigen Adapters in das Messgerät 2 eingesetzt
ist, ist es erforderlich, vor oder nach der Messung einen eindeutigen
Bezug zwischen dem Messkoordinatensystem des Messgerätes und
einem werkzeugspezifischen Werkzeugkoordinatensystem herzustellen.
Die Dimensionsparameter eines zu vermessenden Werkzeugs, beispielsweise
eine Länge
in Z-Richtung und/oder ein oder mehrere Radien in X-Richtung, müssen bezogen
auf dieses Werkzeugkoordinatensystem angegeben werden, um diese
Parameter für
eine spätere
Werkstückbearbeitung
mit Hilfe des vermessenen Werkzeuges in die Steuerung einer Werkzeugmaschine übernehmen
zu können.
Bei der gezeigten Ausführungsform
liegt der logische Nullpunkt 36 des Werkzeugkoordinatensystems
im Schnittpunkt zwischen der Rotationsachse 13 und einer
eingangsseitigen Planfläche 37 des
Einsatzmoduls bzw. des Adapters.
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Da
dieser Ort für
eine Referenzierung über die
Kamera 10 nicht oder nur schwer zugänglich ist, ist an den Einsatzmodulen
jeweils ein Hilfsnullpunkt 38 definiert, der auch als Eichkante
bezeichnet wird und normalerweise vor Verwendung eines Einsatzmodules
einmal in einem Eichvorgang vermessen wird. Der in 1 durch
ein Fadenkreuzsymbol gekennzeichnete Hilfsnullpunkt 38 ist
durch Hilfskoordinaten definiert, die einerseits den radialen Versatz Δx zwischen
Hilfsnullpunkt 38 und Rotationsachse 13 und andererseits
den axialen Versatz Δz
zwischen Hilfsnullpunkt 38 und logischem Nullpunkt 36 angeben.
Diese Hilfskoordinaten, bzw. entsprechende Daten, werden nach dem
Vermessen des Einsatzmodules im Datenträger 26 kodiert gespeichert
bzw. aufgezeichnet. In diesem Fall ist eine Aufzeichnung einer eindeutigen
Modulidentifikation, z.B. einer Modulnummer, nicht erforderlich.
Wenn die Hilfskoordinaten in einer Datenbank gespeichert sind, kann
die Aufzeichnung einer Modulnummer o. dgl. am Datenträger ausreichen,
um eine eindeutige Zuordnung von Einsatzmodul und Hilfskoordinaten
zu gewährleisten.
Ausnahmsweise können
auch sowohl die Hilfskoordinaten, als auch eine Modulidentifikation am
Datenträger
aufgezeichnet sein.
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Zu
den Daten, die im Datenträger
kodiert und/oder in einer Datenbank gespeichert sein können, gehören unter
anderem:
Eine Aufnahmeartinformation zur Angabe der Art der am
Einsatzmodul bzw. Adapter ausgebildeten Werkzeugaufnahme, z.B. HSK-Aufnahme
oder Steilkegelaufnahme.
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Eine
Rotationslageninformation zur Angabe der Drehlage des Hilfsnullpunktes 38 in
Bezug auf einen am Einsatzmodul ausgebildeten Drehlagennullpunkt.
Dieser kann beispielsweise durch eine Nut am Einsatzmodul definiert
sein, die das Einsetzen des Einsatzmoduls in das Grundmodul in nur
einer einzigen Drehposition ermöglicht.
Mit Hilfe der Rotationslageninformation ist es bei der Vermessung
beispielsweise möglich,
gemessene Radienwerte (x-Werte) einer bestimmten Drehlage eines
Rotationswerkzeuges zuzuordnen.
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Eine
Rundlaufinformation; diese kann Daten über die Abweichung der C-Achse 13 von
der idealen Rotationssymmetrieachse eines Rotationswerkzeuges enthalten.
Diese Abweichungen führen
bekanntlich zu unrundem Lauf eines Werkzeuges während der Bearbeitung. Die
Rundlaufinformation kann beispielsweise durch eine Nullmessung mit
einem geeichten Rundlaufdorn ermittelt werden, wobei dessen Konturdaten
in Abhängigkeit
vom C-Winkel erfasst werden. Die gespeicherte Rundlaufinformation
kann später
beispielsweise zur Kompensation von Messfehlern berücksichtigt
werden. Es ist möglich,
an einem Bearbeitungszentrum eine der Lesevorrichtung 25 entsprechende
Informationserfassungseinrichtung vorzusehen, um bei Einsetzen eines
Einsatzmoduls in die Spindel der Bearbeitungsmaschine die im Datenträger aufgezeichneten
Daten automatisch auszulesen und z.B. zur Rundlaufkompensation zu nutzen.
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Eine
Modulartinformation kann beispielsweise Daten darüber enthalten,
ob ein Einsatzmodul ausschließlich
für Messzwecke,
oder für
andere Zwecke, beispielsweise für
eine Verwendung beim thermischen Schrumpfen mit Hilfe von Schrumpffuttern, vorgesehen
ist. Im letzteren Fall kann beispielsweise aufgrund der Modulartinformation
vor der Messung eine Warnung initiiert werden, falls ein falscher,
zum Messen nicht zugelassener Einsatz verwendet wird. Die Modulartinformation
kann daher z.B. bei Messgeräten
nützlich
sein, die mit einem Schrumpfgerät kombiniert
sind. Solche Kombi-Geräte
erlauben ein thermisches Ein- und Ausschrumpfen und die Werkzeugvermessung
in einem einzigen Gerät.
Aufgrund der Modulartinformation kann automatisch sichergestellt
werden, dass ein zum Schrumpfen verwendeter Einsatz nicht für eine Messung
verwendet wird und umgekehrt.
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Auch
dreiteilige Adapter mit Reduzierungen, wie sie beispielhaft in
2 der
DE 101 24 275 A1 gezeigt
sind, können
mit optisch lesbaren Datenträgern
versehen und genutzt werden. Dabei kann an jedem Einsatzmodul des
Adapters ein Datenträger vorgesehen
sein.
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Wie
in 2 und 3 gut zu erkennen ist, ist am
oberen Rand des Einsatzmoduls an einem umlaufenden Bund eine Materialausnehmung 70 vorgesehen,
die durch eine in einer Radialebene zur optischen Achse 13 liegende
ebene erste Fläche 71 und eine
senkrecht dazu und damit tangential zur optischen Achse ausgerichtete
zweite ebene Fläche 72 adapterseitig
begrenzt ist. Die Drehlage der ersten Fläche 71 in Bezug auf
eine Indizierung ist bei allen Einsatzmodulen gleich, so dass automatisch
eine richtige Positionierung möglich
ist. Der Datenträger 26 liegt
in Form eines Klebeetikettes vor, auf dem der Data Matrix Code als
zweidimensional strukturiertes Schwarz/weiss-Muster aufgebracht
ist. Das Etikett ist auf die Radialfläche 71 aufgeklebt.
Wird zur Datenübertragung
der Adapter um seine Achse 13 so verdreht, dass die erste
Fläche 71 mit
dem Datenträger 26 im
Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse 75 der Kamera 10 ausgerichtet
ist, so befindet sich der Datenträger 26 innerhalb des
Bildfeldes und der Schärfezone
der in ihre Datenübertragungskonfiguration
geschalteten Kamera 10, so dass eine zuverlässige Bilderfassung
des Data Matrix Codes möglich ist.
Für die
Datenübertragung
und -auswertung ist die Messeinrichtung bzw. die Auswerteeinheit
in eine Datenübertragungskonfiguration
geschaltet, in der ein Arbeitsprogramm zur Dekodierung der im Data Matrix
Code kodierten Modulinformationen (Codelesesoftware) aktiviert ist.
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Wird
die Kamera 10 als Messkamera benutzt, so wird die Messeinrichtung
bzw. ihre Auswerteeinheit in eine Messkonfiguration umgeschaltet,
in der eine Bildauswertungssoftware aktiviert ist, um eine Werkzeugvermessung
mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen,
beispielsweise mit einer Auflösung
in der Größenordnung
von einem oder wenigen μm.
Die Umschaltung wird automatisch durch die Steuereinheit der Auswerte- und Bedieneinheit 20 gesteuert.
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Ein
Arbeitsplatz für
eine Werkzeugvermessung und gegebenenfalls Werkzeugeinstellung hat ein
derartiges Messgerät
sowie eine Vielzahl unterschiedlicher Adapter, um zeitsparend eine
Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge mit unterschiedlich geformten
Spanneinrichtungen vermessen zu können. Bei der hier beschriebenen
Verfahrensvariante sind alle einer Arbeitsstation zugeordneten Einsatzmodule
vom Hersteller dieser Module bereits vermessen, und die ermittelten
Hilfskoordinaten sind in den Datenträgern der Einsatzmodule abgespeichert.
Die modulspezifische Kombination von Offset-Werten stellt eine eindeutige
Modulidentifikation dar. Die Aufzeichnung einer Modulnummer ist
in diesem Fall entbehrlich, kann aber vorgesehen sein. Weiterhin
sind alle in den Datenträgern
enthaltenen Informationen auch in einer Datenbank abgespeichert,
die in einer Speichereinrichtung der Auswerte- und Bedieneinheit 20 hinterlegt
ist. Ein Datensatz dieser Datenbank enthält neben einer eindeutigen
Modulidentifikation (z.B. einer Nummer) zumindest auch den Hilfskoordinaten
entsprechende Daten, um einen Bezug zwischen Messkoordinatensystem
und Werkzeugkoordinatensystem herstellen zu können. Mit diesem Messsystem 1 kann
dann wie folgt gearbeitet werden.
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Der
Bediener des Messsystems wählt
zunächst
ein zu vermessendes Werkzeug, z.B. einen Fräser, und ein zu der Spanneinrichtung
des Werkzeuges passendes Einsatzmodul aus. Das Einsatzmodul wird
zur Bildung eines Adapters in das maschinenfeste Grundmodul eingesetzt.
Das zu vermessende Werkzeug wird in die Werkzeugaufnahme eingesetzt.
Diese Schritte können
in jeder geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, wobei normalerweise
zuerst der Adapter zusammengesetzt und anschließend das zu vermessende Werkzeug
eingesetzt wird. Das richtige Einsetzen des Einsatzmoduls in das
Grundmodul wird bei der gezeigten Ausführungsform mit Hilfe einer
Sicherungseinrichtung 55 überwacht, die den Endlagenschalter 15 umfasst,
der nur bei korrektem Passsitz des Einsatzmoduls in dem Grundmodul
betätigbar
ist und im betätigten
Zustand ein Freigabesignal an die Auswerteeinheit 20 abgibt, die
nur bei empfangenem Freigabesignal die weiteren Verfahrensschritte
ermöglicht.
Die Sicherungseinrichtung 55 überwacht somit über den
Endlagenschalter 15 den korrekten Sitz des Einsatzmoduls und
gibt diese Information an die Auswerte- und Bedieneinheit 20 weiter.
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Das
Einwechseln des Einsatzmoduls kann das Einlesen der Modulinformation
automatisch auslösen.
Hierzu kann das Messgerät
so konfiguriert sein, dass das Steuergerät als Reaktion auf den Empfang
des Freigabesignals die für
die Datenübertragung
der Modulinformation vorgesehenen Schritte automatisch einleitet
und die hierfür
vorgesehenen Einrichtungen automatisch ansteuert. Alternativ oder zusätzlich kann
die Anlage auch so konfigurtiert sein, dass die Eingabe einer neuen
Adapternummer in die Bedieneinheit das Einlesen der Modulinformation
automatisch auslöst.
Wie oben erwähnt,
repräsentiert die
Adapternummer den logischen Nullpunkt 36, der über den
Eichvorgang, der den Bezug zwischen Werkzeugkoordinatensystem und
Messkoordinatensystem herstellt, festgelegt wird.
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Um
sicherzustellen, dass das Werkzeug mit dem richtigen Nullpunkt vermessen
wird, ist bei diesem Messgerät
automatisch sichergestellt, dass die Modulinformation vom Einsatzmodul
an die Messeinrichtung schnell und fehlerfrei übertragen wird.
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Dazu
wird zunächst
die Kamera 10 mit Hilfe geeigneter Antriebe entlang der
vertikalen Z-Achse 8 und/oder entlang der horizontalen
X-Achse 7 in die in 1 gestrichelt
und in 2 im Detail dargestellte Datenübertragungsposition verfahren,
in der die CCD-Kamera 10 den Daten träger 26 in ihrem Erfassungsbereich
(Bildfeld) hat oder haben kann. Sofern der Adapter noch nicht in
die in 2 gezeigte Drehstellung gedreht ist, in der der
Datenträger
von der Kamera 9 erfasst werden kann, wird der Adapter
mit Hilfe des Drehantriebs 14 gedreht, bis sich der am Einsatzmodul
angebrachte Datenträger 26 in
der Schärfeebene
der Kamera befindet. Dieser Eindrehvorgang verläuft automatisch. Die Drehlagenposition der
Fläche 71,
an der der Datenträger 26 angebracht ist,
kann in einer Speichereinrichtung des Messsystems abgespeichert
sein. Auch die richtigen X- und Z-Einstellungen können abgespeichert
sein und automatisch angefahren werden. Bei der hier gezeigten Ausführungsform
wird der Adapter in der richtigen Drehstellung angehalten, so dass
der Datenträger während der
Bilderfassung feststeht und der Data Matrix Code von der Datenübertragungskamera 9 zuverlässig erfasst
werden kann. Während
der Annäherung
der Kamera an die Datenübertragungsposition
wird die Beleuchtungseinrichtung 60 automatisch eingeschaltet.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
ist eine länger
andauernde, exakte Positionierung des Datenträgers in der Schärfeebene
der Datenübertragungskamera
nicht nötig.
Bei dieser Ausführungsform
wird der Adapter maximal einmal um seine Drehachse 13 gedreht,
während
die Datenübertragungskamera 10 in
schneller Folge Einzelbilder des sich drehenden Adapters erfasst
und an die Auswerteeinheit 20 überträgt. Gleichzeitig hierzu oder
zeitlich versetzt erfolgt eine rechnergestützte Auswertung der Einzelbilder
im Hinblick auf mindestens ein Bildparameter, der ein Maß für die Positionierung
des Datenträgers
in Bezug auf die Schärfezone
der Kamera 10 darstellt. Hierzu kann beispielsweise der Kontrast
der Einzelbilder ausgewertet werden, der bei der überwiegenden
Mehrzahl der Einzelbilder nahe bei Null liegen wird, da der von
der Kamera 10 erfasste Rand des sich drehenden Adapters
außerhalb
der Schärfezone
der Kamera liegt. Nur in denjenigen Drehungstellungen, in denen
der schwarz/weiße
Datenträger 26 bei
der Drehung des Adapters durch die Schärfezone der Datenübertragungskamera 10 verläuft, entstehen
Bilder mit Kontrast, wobei das kontrastreichste Einzelbild zu einer
Drehposition gehört,
bei der der Datenträger
sich bestmöglich
in der Schärfezone
der Kamera 10 befindet. Diese Bestimmung eines Auswahl-Einzelbildes
durch die rechnergestützte
Auswahl desjenigen Einzelbildes der Folge, in dem der Bildparameter
einer Positionierung des Datenträgers
in der Schärfezone
der Optik entspricht, kann während
oder unmittelbar nach der Drehung des Adapters durchgeführt werden.
Anschließend
wird das Auswahl-Einzelbild, das einer scharfen Abbildung des Datenträgers entspricht,
zur Ermittlung der Modulinformation in der Auswerteeinheit 20 ausgewertet.
Diese Ausführungsform
ermöglicht
eine besonders schnelle Erfassung der Modulinformation und kann
mit geringem konstruktivem Aufwand an Adapter und Drehantrieb realisiert
werden.
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Bei
der in 3 gezeigten Ausführungsform besteht der informationstragende
Teil des Datenträgers 26 aus
einem Data Matrix Code. Dabei handelt es sich um einen zweidimensional
strukturierten Code nach ISO/IEC 16022, Code-Typ EEC 200. Ähnlich wie
ein Barcode repräsentiert
er die in ihm enthaltene Information durch helle und dunkle rechteckige Felder.
Der Code kann beispielsweise direkt mit einer Laserbeschriftungsmaschine
in den Werkstoff des Einsatzmoduls eingraviert werden.
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Der
Data-Matrix-Code ist ein zweidimensionaler grafischer Code mit relativ
hoher Speicherkapazität.
Er verschlüsselt
die Daten in einer Matrix horizontal und vertikal. Bei gleicher
Fläche
enthält
der Data-Matrix-Code eine ca. 100fach höhere Speicherkapazität als ein
eindimensionaler Barcode. Der Data Matrix Code kann bei minimalen
Platzbedarf bis zu 2000 beliebige Zeichen enthalten und kann so
nicht nur einen Index, sondern die tatsächliche Information überall verfügbar machen
(portable, optisch lesbare Datenbank). Hinzu kommt die hervorragende
Lesbarkeit: Durch hohe Daten-Redundanzen ist selbst bei Zerstörung von
25% des Codes eine problemlose Rekonstruktion möglich. Die Lage der Codes spielt beim
Lesen keine Rolle. Der Data Matrix Code bietet eine extrem hohe
Sicherheit. Substitutionsfehler sind praktisch nicht möglich.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Data Matrix Code auf ein Klebeetikett gedruckt und dieses
ist an die Planfläche 71 des
Einsatzmodul angeklebt. Die an die CCD-Kamera 10 angeschlossene Bildauswerteeinheit 20 wertet
das Bild mittels einer speziellen Lesesoftware aus und wandelt die
Bildinformation, die in Form heller und dunkler Felder vorliegt,
in alphanumerische Zeichen um, die die Modulinformation repräsentieren.
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Ist
die laterale Ausdehnung des Codes größer als das Bildfeld der Datenübertragungskamera 10,
so kann der Code durch Verfahren der Kamera 10 entlang
der vertikalen Achse 8 und/oder einer senkrecht dazu gerichteten
horizontalen Achse gescannt werden. Dies gilt auch beim Eindrehen
in die Schärfeebene.
Wie schon erwähnt,
ist ein Lesen der Codes während
der Rotation des Einsatzmoduls ebenfalls möglich.
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Die
mit Hilfe der Übertragungseinrichtung 27 automatisch
zur Auswerteeinheit übertragenen
Daten des verwendeten Adapters können
nun auf unterschiedliche Weise genutzt werden. Ist eine Datenbank
mit allen Adapter- bzw. Einsatzmoduldaten vorhanden, so können aufgrund
einer Modulidentifikation alle relevanten Daten, insbesondere die
Hilfskoordinaten des eingesetzten Adapters aus der Datenbank ausgelesen
und für
die weitere Verarbeitung zur Verfügung gestellt werden. Es ist
auch möglich,
mit oder ohne eine solche Datenbank alle relevanten Daten aus dem
Datenträger
auszulesen und auf Grundlage der ausgelesenen Daten den weiteren
Messvorgang zu steuern. Gegebenenfalls kann eine Datenbank auch
mit Daten ergänzt
werden, die von einem Datenträger
des Moduls ausgegeben werden. Da die Datenübertragung insbesondere der
Hilfskoordinaten automatisch und ohne Eingriff einer Bedienperson
erfolgt, sind Bedienfehler in diesem Stadium des Messvorganges ausgeschlossen,
was die Prozesssicherheit erhöht.
Nach der Datenübertragung
ist der verwendete Adapter eindeutig identifiziert und seine Position
der Messeinrichtung bekannt. Insbesondere ist auch die exakte Lage
des Hilfsnullpunktes 38 relativ zum Messkoordinatensystem 17 bekannt.
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Anschließend kann
eine Kalibrierung bzw. Eichung der Messeinrichtung erfolgen, um
einen Bezug zwischen Messkoordinatensystem und Werkzeugkoordinatensystem
herzustellen. Dazu wird die Messoptik 10 mit Hilfe des
Koordinatenschlittens auf den Hilfsnullpunkt 38 eingestellt.
Hierzu kann der Bediener die Messoptik manuell über Tastendrücke oder,
bei mechanischen Einrichtungen, über
Handräder
oder dergleichen, auf den Hilfsnullpunkt einstellen.
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Da
jedoch die exakte Lage des Hilfsnullpunktes in Bezug auf das Werkzeugkoordinatensystem nach
der Datenübertragung
bekannt ist, ist auch eine automatische Kalibrierung der Einrichtung
derart möglich,
dass die Messoptik auf Grundlage der vom eingesetzten Einsatzmoduls übertragenen
Daten automatisch ohne Eingriff eines Bedieners bis auf den Hilfsnullpunkt
oder zumindest bis in dessen Nähe verfahren
wird. Dies kann mittels geeignet angesteuerter Antriebe sehr schnell
erfolgen, was den Einmessprozess stark beschleunigt.
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Ist
nun die Messoptik 10 auf den Hilfsnullpunkt eingestellt,
wird dieser Zustand von der Bedienperson beispielsweise durch einen
Tastendruck an der Auswerte- und Bedieneinheit quittiert. Damit
ist im Messsystem die Verbindung zwischen Adapter und Messeinrichtung
hergestellt und der Adapter ist lokalisiert.
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Nun
kann der eigentliche Messvorgang beginnen, beispielsweise indem
das zu vermessende Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 32 eingesetzt wird.
Mit der Messeinrichtung wird dann durch geeignetes Verfahren des
Koordinatenschlittens die Kamera 10 zur Erfassung einer
Werkzeugschneide oder dergleichen in die Messposition bewegt, um
beispielsweise Absolutmaße
des Werkzeuges in X- und Z-Richtung zu bestimmen. Zur Werkzeugvermessung
wird die Messeinrichtung automatisch von ihrer Datenübertragungskonfiguration
in eine Messkonfiguration umgeschaltet. Unter anderem wird dazu
die für
die Vermessung vorgesehene Bildauswertesoftware aktiviert und die
Beleuchtung 60 wird automatisch abgeschaltet. Der optische
Messvorgang kann in einer dem Fachmann bekannten Weise erfolgen und
wird daher hier nicht näher
erläutert.
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Die
durch die Messoptik mit Hilfe der Längenmesssysteme 11 und 12 und
gegebenenfalls des Drehmesssystems 14 ermittelten Koordinaten
einer Werkzeugschneide bezogen auf das Messkoordinatensystem werden
mit Hilfe der Koordinaten des eingemessenen Hilfsnullpunktes durch
die Auswerteeinheit in Absolutkoordinaten der entsprechenden Werkzeugdimensionen
bezogen auf den logischen Nullpunkt 36 des Werkzeuges bzw.
der Werkzeugaufnahme umgerechnet. Diese umgerechneten Daten, beispielsweise
also die Länge
Z des Werkzeuges und/oder ein oder mehrere Radien X, geben schließlich die
für den
Bearbeitungsvorgang maßgeblichen Werkzeugdimensionen
an.
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Das
Messgerät
kann so konfiguriert sein, dass der gesamte Ablauf nach einem korrekten
Einsetzen des Adapters automatisch abläuft. Dazu kann das oben erwähnte Freigabesignal
der Sicherungseinrichtung als Auslösesignal für die Schritte bis zur automatischen
Datenübertragung
und gegebenenfalls weiterhin für
die folgenden Schritte für
eine automatische Kalibrierung und gegebenenfalls automatische Werkzeugvermessung
dienen.
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Es
sind zahlreiche Varianten zu dieser beispielhaft beschriebenen Ausführungsform
möglich. So
ist die beschriebene Messeinrichtung Bestandteil eines gesonderten
Mess- und Einstellgerätes.
Es ist auch möglich,
dass die Messeinrichtung in eine Werkzeugmaschine integriert ist
und z.B. deren Einrichtungen zur Werkzeugaufnahme nutzt. Alternativ zum
optischen Vermessungssystem mit Messkamera 10 sind z.B.
auch mechanische Systeme mit einem oder mehreren Messfühlern möglich. Dann
kann eine für
die Datenübertragung
optimierte, gegebenenfalls einfach aufgebaute Datenübertragungskamera
verwendet werden. Diese kann an jede geeignete Stelle des Messgerätes angebracht
sein. Der Antrieb einer oder mehrerer Achsen kann auch manuell erfolgen, z.B. über geeignete
Handräder.