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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Einstell-, Mess- und/oder Werkzeugspanngerät.
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Es
wird ein Einstell-, Mess- und/oder Werkzeugspanngerät mit einer
berührungslosen
Messeinheit zur Vermessung eines Werkzeugs sowie mit einer Tasteinheit
vorgeschlagen, die wenigstens ein beweglich gelagertes Tastmittel
aufweist und zur Berührung
des Werkzeugs und zum Erfassen von Messgrößen mittels der Messeinheit
vorgesehen ist. Unter einem „Werkzeugspanngerät" soll dabei insbesondere
ein Gerät
verstanden werden, bei dem zum Spannen eines Werkzeugs in einem
Werkzeugfutter Wärme
eingebracht wird, ein so genanntes Schrumpfgerät, und/oder bei dem zum Spannen
eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter über eine Hydraulikeinheit und/oder
eine mechanische Getriebeeinheit Kräfte eingebracht werden. Ferner
soll unter "vorgesehen" insbesondere speziell
ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden.
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Mit
einer entsprechenden erfindungsgemäßen Ausgestaltung können besonders
vorteilhaft Werkzeuge mit breiten oder sehr eng beieinander liegenden
Schneiden am Umfang, wie dies insbesondere bei so genannten Planmessköpfen der
Fall ist, vorteilhaft gemessen und eingestellt werden. Durch Überlagerungen
hervorgerufene Unschärfen
können vorteilhaft
vermieden und die mittels der berührunglosen Messeinheit an der
Tasteinheit erfassten Werte können
vorteilhaft komfortabel weiterverarbeitet und für weitere Ablaufschritte genutzt
werden. Ferner können
insbesondere optisch verdeckte Kanten vorteilhaft vermessen werden.
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Vorzugsweise
ist das Tastmittel in zumindest zwei unterschiedlichen Richtungen
beweglich gelagert, wodurch eine hohe Flexibilität im Hinblick auf durchzuführende Messvorgänge erreicht
werden kann.
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Ist
das Tastmittel in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen
beweglich gelagert, kann eine besonders einfache Auswertung sichergestellt werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass
die Tasteinheit wenigstens ein federelastisches Mittel aufweist,
entgegen dem das Tastmittel bewegbar gelagert ist, wodurch vorteilhaft
unabhängig
von der Schwerkraft gezielte Ausgangsstellungen des Tastmittels
erreicht werden können,
wodurch insbesondere vorteilhaft Messungen realisiert werden können, bei
denen das Tastmittel von unten an eine Messfläche geführt und das Tastmittel beim
Kontakt der Messfläche
entgegen der Federkraft in Richtung seiner Schwerkraft bewegt wird.
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Weist
die Tasteinheit eine schwenkbare Einheit auf, kann diese konstruktiv
einfach und/oder komfortabel rein manuell und/oder zumindest teilautomatisiert
aus einer Parkposition in eine Betriebsposition und von der Betriebsposition
in die Parkposition geführt
werden.
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Ist
das Tastmittel in wenigstens einem Bereich zumindest kugelsegmentförmig ausgebildet, kann
ein unerwünschtes
Verkanten des Tastmittels vermieden werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Einstell-,
Mess- und/oder Werkzeugspanngerät
eine Auswerteeinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest
ein Maß der
Tasteinheit bei einer Auswertung zumindest teilweise automatisiert
zu berücksichtigen,
wodurch ein hoher Komfort erreicht werden kann. Das zumindest eine Maß kann dabei
bei jedem Messvorgang erneut erfasst und/oder kann auch für mehrere
Messvorgänge genutzt
werden, beispielsweise indem dieses in einer Speichereinheit gespeichert
wird. Unter einer "Auswerteeinheit" soll insbesondere
eine Einheit mit einem Prozessor und vorzugsweise mit einer Speichereinheit
verstanden werden.
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Ferner
kann ein gesteigerter Komfort erreicht werden, wenn das Einstell-,
Mess- und/oder Werkzeugspanngerät
eine Recheneinheit umfasst, die dazu vorgesehen ist, bei einer Verwendung
der Tasteinheit eine automatisierte Anpassung durchzuführen, wie
vorzugsweise eine automatisierte Erfassung einer Einheit der Tasteinheit,
eine automatisierte Einstellung der berührungslosen Messeinheit usw.
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Das
erfindungsgemäße Einstell-,
Mess- und/oder Werkzeugspanngerät
kann zu verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Verfahren
eingesetzt werden, besonders vorteilhaft jedoch auch zur Überprüfung eines
Planlaufs.
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Zeichnung
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Weitere
Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die
Ansprüche enthalten
zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale
zweckmäßigerweise auch
einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es
zeigen:
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1 einen
Ausschnitt eines Einstell-, Mess- und
Werkzeugspanngeräts,
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2 einen
vergrößerten Ausschnitt
II aus 1 einer Tasteinheit und
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3 einen
Längsschnitt
durch eine Lagerhülse
der Tasteinheit aus 2.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
ein Einstell-, Mess- und Werkzeugspanngerät mit einer eine Kamera 30 und
eine Beleuchtungseinheit 32 umfassenden berührungslosen
Messeinheit 10, die zur Vermessung eines Werkzeugs 12 im
Durchlichtverfahren vorgesehen ist. Die Kamera 30 und die
Beleuchtungseinheit 32 sind an einem Tragarm 84 befestigt,
der an einer Linearachse 86 vertikal und gemeinsam mit
der Linearachse 86 horizontal verfahrbar ist. Ferner umfasst
das Einstell-, Mess- und Werkzeugspanngerät eine zwischen der Kamera 30 und
der Beleuchtungseinheit 32 am Tragarm 84 befestigte
Tasteinheit 14, die ein beweglich gelagertes Tastmittel 16 aufweist,
das zur Berührung
des Werkzeugs 12 und zum Erfassen von Messgrößen mittels
der Messeinheit 10 vorgesehen ist (2 und 3).
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Das
Tastmittel 16 ist in zwei senkrecht aufeinander stehenden
Richtungen 18a, 18b, 20a, 20b beweglich
gelagert, und zwar in vertikaler Richtung 18a, 18b und
in horizontaler Richtung 20a, 20b, senkrecht zu
einer zwischen der Kamera 30 und der Beleuchtungseinheit 32 verlaufenden
Messachse 34, jeweils relativ zum Tragarm 84 bzw.
zur Lagerstelle der Tasteinheit 14 (2). Hierfür weist
die Tasteinheit 14 zwei sich im Wesentlichen entsprechende
Lagereinheiten 36, 38 auf, die anhand der detailliert
dargestellten Lagereinheit 36 nachfolgend beschrieben werden
(vgl. 3).
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Die
Lagereinheit 36 umfasst eine Lagerhülse 40, in der ein
Bolzen 42 des Tastmittels 16 über einen Kugelkäfig 44 in
axialer Richtung der Lagerhülse 40 geführt ist.
Der Bolzen 42 weist an seinen Enden Außengewinde auf, auf die Adapter 46, 48 aufgeschraubt
sind, in die wiederum über
die Lagerhülse 40 überstehende
Taststifte 50, 52 eingeschraubt sind, die an ihren
freien Enden kugelförmig
ausgebildet sind.
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Ferner
sind auf dem Bolzen 42 zwei von Schraubendruckfedern gebildete
federelastische Mittel 24, 26 angeordnet, entgegen die
das Tastmittel 16 bewegbar gelagert ist. Das erste federelastische
Mittel 24 ist an seinem ersten Ende an dem Kugelkäfig 44 abgestützt, der
mittels einer Spannschraube 88 in axialer Richtung innerhalb
der Lagerhülse 40 fixiert ist.
An einem zweiten Ende ist das federelastische Mittel 24 an
einer ersten Seite eines Bodens 54 einer Hülse 56 abgestützt. Die
Hülse 56 ist
mit einer dem federelastischen Mittel 24 abgewandten Seite
mit einer Schrägfläche 58 an
einer Schrägfläche 60 einer Schraube 62 abgestützt, die
dazu vorgesehen ist, im unbelasteten Zustand, d.h. ohne Werkzeugkontakt, eine
definierte Ausgangsstellung zu erreichen. Ferner steht die Hülse 56 mit
ihrer zweiten Seite ihres Bodens 54 mit einem auf dem Bolzen 42 aufgeklebten
Mitnahmering 64 in Kontakt.
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Das
zweite federelastische Mittel 26 ist an seinem ersten,
dem Mitnahmering 64 abgewandten Ende an einem in der Lagerhülse 40 mittels
einer Schraube 66 in axialer Richtung der Lagerhülse 40 fixierten
und zur Vorspannung der federelastischen Mittel 24, 26 dienenden
Ring 68 abgestützt.
An seinem zweiten Ende ist das federelastische Mittel 26 an
einer ersten Seite eines Bodens 70 einer Hülse 72 abgestützt. Die
Hülse 72 ist
mit einer dem federelastischen Mittel 26 abgewandten Seite
mit einer Schrägfläche 74 an
der Schrägfläche 60 der
Schraube 62 abgestützt.
Ferner steht die Hülse 72 mit
ihrer zweiten Seite ihres Bodens 54 mit dem Mitnahmering 64 in
Kontakt. Die Hülsen 56, 72 sind
relativ zum Bolzen 42 verschiebbar gelagert.
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Wird
das Tastmittel 16 mit dem Taststift 52 von oben
auf eine Fläche
aufgesetzt, kann dasselbe, ausgehend von einer definierten Ausgangsstellung innerhalb
der Lagerhülse 40 in
Rich tung zum oberen Ende der Lagerhülse 40 entgegen einer
Federkraft des federelastischen Mittels 26 verschoben werden. Wird
das Tastmittel 16 mit dem Taststift 50 von unten an
eine Fläche
aufgesetzt, kann dasselbe, ausgehend von der definierten Ausgangsstellung
innerhalb der Lagerhülse 40 in
Richtung zum unteren Ende der Lagerhülse 40 entgegen einer
Federkraft des federelastischen Mittels 24 verschoben werden.
Aufgrund der im Wesentlichen baugleich zur Lagereinheit 36 ausgebildeten
Lagereinheit 38 kann das Tastmittel 16 zudem,
ausgehend von einer definierten Ausgangsstellung entgegen einer
Federkraft eines nicht näher dargestellten
federelastischen Mittels in horizontaler Richtung 20a und
entgegen einer Federkraft eines weiteren, ebenfalls nicht näher dargestellten
federelastischen Mittels in horizontaler Richtung 20b bewegt
werden. Das Tastmittel 16 kann die Bewegungen in die Richtungen 18a, 18b, 20a, 20b vorzugsweise
bei stillstehendem Tragarm 84 durchführen.
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Die
Lagereinheiten 36, 38 sind über einen Verbindungssteg 76 verbunden,
der gemeinsam mit den Lagereinheiten 36, 38 mittels
eines Schwenklagers 90 im Bereich des von der Lagereinheit 36 abgewandten
Endes der Lagereinheit 38 um eine Schwenkachse 78 in
Schwenkrichtungen 22a, 22b schwenkbar gelagert
ist. Das Schwenklager 90 weist eine nicht näher dargestellte
lösbare
Rasteinheit auf, mittels der sichergestellt werden kann, dass während eines
Messvorgangs der Verbindungssteg 76 und die Lagereinheiten 36, 38 in
einer in 1 dargestellten Abtastposition
verbleiben.
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Das
Einstell- Mess- und/oder Werkzeugspanngerät weist eine einen Mikroprozessor
und eine Speichereinheit umfassende Aus werteeinheit 82 auf,
die dazu vorgesehen ist, ein Maß 28 der Tasteinheit 14 bei
einer Auswertung automatisiert zu berücksichtigen, und zwar einen
Abstand der freien Enden der Taststifte 50, 52 bzw.
eine Länge
des Tastmittels 16. Das Maß 28 kann von einem
Bediener bei jedem Messvorgang neu erfasst und/oder kann vorteilhaft
bei der Herstellung und/oder bei einer ersten Inbetriebnahme und/oder
bei einem Wechsel der Taststifte 50, 52 erfasst
und anschließend
in der Speichereinheit der Auswerteeinheit 82 gespeichert werden.
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Ferner
umfasst die Tasteinheit 14 eine Sensoreinheit 80,
mittels der automatisiert erkannt wird, in welcher Schwenkstellung
um die Schwenkachse 78 sich das Tastmittel 16 befindet.
In der in 1 dargestellten Abtastposition
befindet sich der kugelförmige
Endbereich des oberen Taststifts 50 automatisch in der
Schärfeebene
der Kamera 30 bzw. ist die Tasteinheit 14 in der
Weise angeordnet, dass der kugelförmige Endbereich des oberen
Taststifts 50 in der Abtastposition in der Schärfeebene
der Kamera 30 ist. Grundsätzlich wäre jedoch auch denkbar, dass mittels
einer Recheneinheit automatisiert eine Fokussierung der berührungslosen
Messeinheit 10 auf den kugelförmigen Endbereich des oberen
Taststifts 50 veranlasst wird.
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In 1 ist
das Einstell-, Mess- und Werkzeugspanngerät bei einer Prüfung eines
Planlaufs des Werkzeugs 12 dargestellt. Abhängig von
einer mittels der berührungslosen
Messeinheit 10 im Durchlichtverfahren erkannten Bewegung
des Tastmittels 16 in Richtung 18a, 18b bei
rotierendem Werkzeug 12 kann auf die Planeinheit des Werkzeugs 12 geschlossen
werden.
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- 10
- Messeinheit
- 12
- Werkzeug
- 14
- Tasteinheit
- 16
- Tastmittel
- 18
- Richtung
- 20
- Richtung
- 22
- Richtung
- 24
- Mittel
- 26
- Mittel
- 28
- Maß
- 30
- Kamera
- 32
- Beleuchtungseinheit
- 34
- Messachse
- 36
- Lagereinheit
- 38
- Lagereinheit
- 40
- Lagerhülse
- 42
- Bolzen
- 44
- Kugelkäfig
- 46
- Adapter
- 48
- Adapter
- 50
- Taststift
- 52
- Taststift
- 54
- Boden
- 56
- Hülse
- 58
- Schrägfläche
- 60
- Schrägfläche
- 62
- Schraube
- 64
- Mitnahmering
- 66
- Schraube
- 68
- Ring
- 70
- Boden
- 72
- Hülse
- 74
- Schrägfläche
- 76
- Verbindungssteg
- 78
- Schwenkachse
- 80
- Sensoreinheit
- 82
- Auswerteeinheit
- 84
- Tragarm
- 86
- Linearachse
- 88
- Spannschraube
- 90
- Schwenklager