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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeugmessgerät nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben des Werkzeugmessgeräts.
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Aus
der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2006 005 465 U1 ist ein gattungsbildendes
Werkzeugmessgerät mit einer Recheneinheit zur Steuerung
eines zumindest teilautomatischen Messablaufs zu einer Vermessung
eines Werkzeugs bekannt.
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Der
Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine schnelle
Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens und eine hohe Verfahrenssicherheit
zu ermöglichen.
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Sie
wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des
unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere
Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Vorteile der Erfindung
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Die
Erfindung geht insbesondere von einem Werkzeugmessgerät
mit einer Recheneinheit zur Steuerung eines zumindest teilautomatischen
Messablaufs zu einer Vermessung eines Werkzeugs aus.
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Es
wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit aus den durch die Vermessung
des Werkzeugs gewonnenen Informationen einen Datensatz generiert,
der zu einer Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens zu einer
Instandsetzung des Werkzeugs vorgesehen ist. Unter einer „Recheneinheit” soll
insbesondere ein Computer mit einem Prozessor, einer Speichereinheit,
und/oder ein in der Speichereinheit gespeichertes Betriebs-, Steuer-
und/oder Berechnungsprogramm verstanden werden. In diesem Zusammenhang
soll unter einem „Messablauf” insbesondere eine
zeitliche Abfolge und/oder Reihenfolge einer Vermessung verstanden
werden. Unter einem „teilautomatischen Messablauf” soll
insbesondere ein Messablauf verstanden werden, bei dem lediglich
am Beginn und am Ende des Messablaufs bzw. vor und/oder nach dem
Messablauf ein Eingriff eines Bedieners zu erfolgen braucht und/oder
nötig ist. Vorzugsweise ist ein Eingreifen des Bedieners
vollständig unnötig. Dabei werden insbesondere
eine Beleuchtung und/oder ein Fokus einer Kamera automatisch angepasst
und/oder Messpunkte automatisch gefunden und/oder vermessen. Unter
einem „Werkzeug” soll insbesondere ein benutztes
Werkzeug mit Verschleißerscheinungen wie z. B. stumpfen
Schneiden und/oder anderen, dem Fachmann zur Instandsetzung als
sinnvoll erscheinenden Verschleißerscheinungen verstanden
werden. Das Werkzeug kann insbesondere durch eine Benutzung in einem Fertigungsvorgang
verschlissen worden und/oder stumpf geworden sein. Unter „Informationen” sollen in
diesem Zusammenhang insbesondere Informationen über geometrische
Abmessungen des Werkzeugs verstanden werden. Unter einem „Datensatz” soll
insbesondere eine zumindest in der Speichereinheit der Recheneinheit
als binäre Informationen abgelegte Ansammlung von zumindest
einem Teil der gewonnenen Informationen verstanden werden. Unter
einem „Instandsetzungsverfahren” soll insbesondere
ein Verfahren und/oder ein CNC-Programm (Computerized Numerical
Control) verstanden werden, bei dem das durch Verschleiß unbrauchbar und/oder
stumpf gewordene Werkzeug durch eine Bearbeitung in einen brauchbaren
und/oder weitestgehend neuwertigen Zustand zurückversetzt
wird. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell
ausgestattet, ausgelegt und/oder programmiert verstanden werden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung können
eine schnelle Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens durch kurze
Programmierzeiten und eine hohe Verfahrenssicherheit möglich werden.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit ein Messschema auf der
Grundlage eines von einem Bediener bestimmten Typs des Werkzeugs
auswählt. Unter einem „Messschema” soll
insbesondere eine für mehrere Varianten eines Werkzeugs
des gewählten Typs gültige Vorgehensweise bei
der Vermessung verstanden werden. Unter der Wendung „auf
der Grundlage” soll insbesondere verstanden werden, dass
die Recheneinheit das Messschema, basierend auf dem Typ des Werkzeugs
bestimmt. Unter einem „Typ” des Werkzeugs soll
insbesondere eine Gattung ähnlicher Werkzeuge verstanden
werden, die sich anhand von Merkmalen, wie z. B. Art der Außenkontur
und/oder Form der Eckengeometrie, zu einer Gruppe zusammenfassen
lassen. Dabei können anhand eines Messschemas alle Werkzeuge
eines Typs vermessen werden. Unter „bestimmen” soll
insbesondere verstanden werden, dass der Bediener den Typ des Werkzeugs
anhand z. B. von Bildern, die für einen Typ des Werkzeugs
charakteristisch und in der Recheneinheit hinterlegt sind, erkennt
und eine Auswahl des Typs in dem Werkzeugmessgerät aktiviert.
Durch das gewählte Messschema kann der Messablauf besonders
vorteilhaft weitgehend automatisch und schnell erfolgen.
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Des
Weiteren wird ein Messmittel vorgeschlagen, das auf Grundlage des
Messschemas den von der Recheneinheit gesteuerten Messablauf automatisch
ausführt, wodurch der Messablauf zusätzlich beschleunigt
werden kann.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass das Messmittel dazu vorgesehen ist, zumindest
einen zu der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens erforderlichen
Parameter des Werkzeugs zu vermessen. Unter einem „Parameter
des Werkzeugs” soll insbesondere eine Information einer
geometrischen Form und/oder eine Position zumindest eines Teils
des Werkzeugs verstanden werden. Besonders vorteilhaft werden alle
zu der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens erforderlichen Parameter
des Werkzeugs gleichzeitig und/oder nacheinander vermessen. Dadurch
kann ein besonders optimierter Datensatz zu der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens
generiert werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Recheneinheit
zumindest eine Schnittstelle aufweist, die dazu vorgesehen ist,
den Datensatz an eine Werkzeugbearbeitungsmaschine und/oder deren
Programmiersystem weiterzugeben. Unter einer „Schnittstelle” soll
insbesondere eine Möglichkeit verstanden werden, den Datensatz
an die Werkzeugbearbeitungsmaschine weiterzugeben. Der Datensatz
kann dabei mittels eines Protokolls über eine kabelgestützte
und/oder funkgestützte Datenverbindung übertragen
werden und/oder mittels eines Speichermediums übergeben
werden. Als Speichermedium können insbesondere Flash-Speicher,
optische Speicher, USB-Speicher und/oder RFID-Speicher verwendet
werden. Zudem sind andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende
Speichermedien und/oder Schnittstellen denkbar. Dabei soll unter
einer „Werkzeugbearbeitungsmaschine” insbesondere
eine CNC-Maschine (Computerized Numerical Control – Computerisierte
numerische Kontrolle), wie eine CNC-Schleifmaschine und/oder CNC-Fräsmaschine
verstanden werden. Die CNC-Maschine kann mit einem CNC-Programm
programmiert werden und/oder ein CNC-Programm ausführen.
Unter „weitergeben” soll insbesondere übertragen
und/oder übergeben und/oder übermitteln verstanden
werden. Durch die Realisierung der Schnittstelle kann der generierte
Datensatz mit besonders wenig Aufwand an die Werkzeugbearbeitungsmaschine
weitergegeben werden.
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Zudem
wird ein Informationsträger des Datensatzes vorgeschlagen,
der dazu vorgesehen ist, den Datensatz als einen Datensatz zu der
Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens zu kennzeichnen. Unter
einem „Informationsträger des Datensatzes” soll
insbesondere verstanden werden, dass der Datensatz ein Merkmal aufweist,
aus dem hervorgehen kann, dass der Datensatz zu der Erstellung des
Instandsetzungsverfahrens vorgesehen ist. Vorzugsweise ist der Informationsträger
als ein Datenbyte innerhalb des Datensatzes ausgebildet. Unter einem „Datensatz
zu der Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens” soll
insbesondere verstanden werden, dass der Datensatz zu der Erstellung
eines Instandsetzungsverfahrens durch die Werkzeugbearbeitungsmaschine
und/oder deren Programmiersystem dient. Dadurch kann aus dem Datensatz
weitestgehend automatisch das Instandsetzungsverfahren generiert
werden.
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Des
Weiteren wird ein Verfahren zum Betreiben des Werkzeugmessgeräts
vorgeschlagen, wobei ein zumindest teilautomatischer Messablauf
einer Vermessung eines Werkzeugs von einer Recheneinheit gesteuert
wird. Dabei wird ein Datensatz, der zu einer Erstellung eines Instandsetzungsverfahrens
zu einer Instandsetzung des Werkzeugs dient, aus den durch die Vermessung
des Werkzeugs gewonnenen Informationen erstellt. Dabei wird die
Vermessung des Werkzeugs von der Recheneinheit gesteuert. Durch
das gewählte Messschema kann der Messablauf besonders vorteilhaft
weitgehend automatisch und schnell erfolgen.
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Ferner
wird vorgeschlagen, dass ein Messschema auf der Grundlage eines
von einem Bediener bestimmten Typs des Werkzeugs von der Recheneinheit
ausgewählt wird. Dabei wählt ein Bediener den
Typ des Werkzeugs anhand von Bildern von verschiedenen Typen von
Werkzeugen vor einem Beginn der Vermessung des Werkzeugs aus. Durch
das gewählte Messschema kann der Messablauf besonders vorteilhaft
weitgehend automatisch und schnell erfolgen.
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Zudem
wird vorgeschlagen, dass einem Informationsträger des Datensatzes
eine Information zugeordnet wird, die den Datensatz als zu der Erstellung
des Instandsetzungsverfahrens vorgesehen kennzeichnet. Unter „zugeordnet” soll
in diesem Zu sammenhang insbesondere verstanden werden, dass die
Information auf den Informationsträger geschrieben wird.
Dadurch kann aus dem Datensatz weitestgehend automatisch das Instandsetzungsverfahren
generiert werden.
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In
einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Instandsetzungsverfahren
auf Grundlage des Datensatzes des Werkzeugs zumindest teilautomatisch
zusammengestellt wird. Unter „teilautomatisch zusammengestellt” soll
insbesondere ein Zusammenstellen und/oder Anpassen von Verfahrensschritten
verstanden werden, bei dem lediglich am Beginn und am Ende des Zusammenstellens bzw.
vor und/oder nach dem Zusammenstellen, ein Eingriff eines Bedieners
zu erfolgen braucht und/oder nötig ist. Vorzugsweise ist
ein Eingreifen des Bedieners vollständig unnötig.
Dadurch kann ein effizienter und genauer Ablauf des Verfahrens erreicht
werden.
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Des
Weiteren wird vorgeschlagen, dass Informationen über zumindest
eine Rahmenbedingung des Instandsetzungsverfahrens von einem Bediener festgelegt
werden. Vorzugsweise geschieht dies an der Werkzeugbearbeitungsmaschine
und/oder deren Programmiersystem. Unter einer „Rahmenbedingung” soll
insbesondere eine von der Werkzeugbearbeitungsmaschine abhängige
Bedingung, die das Instandsetzungsverfahren beeinflusst, verstanden
werden. Dazu zählen insbesondere ein verwendetes Bearbeitungswerkzeug,
eine Ausspanlänge und/oder weitere, dem Fachmann als sinnvoll
erscheinende Bedingungen. Dadurch kann das Instandsetzungsverfahren
flexibel auf sich ändernde Rahmenbedingungen angepasst
werden.
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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
zeigt:
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1 eine
schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugmessgeräts.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt
eine schematische Ansicht eines Werkzeugmessgeräts 10 mit
einer Recheneinheit 12. Die Recheneinheit 12 ist
zur Steuerung eines teilautomatischen Messablaufs zu einer Vermessung
eines Werkzeugs 14 vorgesehen. Die Recheneinheit 12 ist
als ein in dem Werkzeugmessgerät 10 angeordneter
Computer ausgebildet. Die Recheneinheit 12 weist Bedienerschnittstellen 20 auf,
die in Form von zwei Monitoren 22, einer Tastatur 24,
einer Maus 26 und einem Drucker 28 ausgebildet
sind. Bedienerschnittstellen 20 sind dazu vorgesehen, eine
Kommunikationsmöglichkeit mit einem nicht näher
dargestellten Bediener bereitzustellen. Die Recheneinheit 12 generiert
aus den durch die Vermessung des Werkzeugs 14 gewonne nen
Informationen einen Datensatz. Der Datensatz ist zu einer Erstellung
eines Instandsetzungsverfahrens zu einer Instandsetzung des Werkzeugs 14 vorgesehen.
Der Datensatz weist neben den durch Vermessung des Werkzeugs 14 gewonnenen
Informationen eine Kennung eines Typs des Werkzeugs 14 auf.
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Anhand
von Bildern, die jeweils einen Typ eines Werkzeugs 14 abbilden
und die auf den Monitoren 22 angezeigt werden, bestimmt
ein Bediener einen Typ des Werkzeugs 14. Zu diesem Zweck
weist die Recheneinheit 12 eine Datenbank 30 auf,
in der zu den verschiedenen Typen von Werkzeugen jeweils ein Messschema
und ein Bild gespeichert sind. Das Messschema legt fest, welche
Parameter des Werkzeugs 14 zu messen sind und wie die Parameter
zu vermessen sind. Typen können z. B. Walzenstirnfräser,
Spiralbohrer, Schaftfräser, Planfräser, Eckfräser
oder Scheibenfräser sein. Von welchem Typ das Werkzeug
ist gibt der Bediener mittels der Bedienerschnittstellen 20 in
die Recheneinheit 12 ein. Auf der Grundlage des bestimmten
Typs wählt die Recheneinheit 12 selbstständig
ein Messschema aus. Ebenso werden alle typgerechten und messbaren
Parameter zu einer Aus- und Abwahl angezeigt.
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Das
Werkzeugmessgerät 10 weist ein Messmittel 16 auf.
Dieses führt auf der Grundlage des Messschemas den von
der Recheneinheit 12 gesteuerten Messablauf automatisch
aus. Zu der Steuerung des Messablaufs weist die Recheneinheit 12 nicht näher
dargestellte Schnittstellen zu einer Verbindung mit dem Messmittel 16 und
einem nicht näher dargestellten Aktor auf. Der Aktor ist
zu einem Bewegen des Messmittels 16 vorgesehen. Das Messmittel 16 weist
eine Kameraeinheit 32 und zwei Beleuchtungsmittel 34 auf.
Die Beleuchtungsmittel 34 sind bei der Vermessung des Werkzeugs 14 auf
entgegengesetzten Seiten des Werkzeugs 14 angeordnet. Die
Recheneinheit 12 ermittelt die Parameter des Werkzeugs 14 anhand
von Informationen, die die Kameraeinheit 32 aufnimmt. Das
Messmittel 16 ist dazu vorgesehen, die zu der Erstellung
des Instandsetzungsverfahrens erforderlichen Parameter des Werkzeugs 14 zu
vermessen. Das Werkzeug 14 ist für den Messablauf
in einer Spindel 36 befestigt. Dazu wird ein Werkzeugfutter 38 verwendet.
Die Spindel 36 ist dazu vorgesehen, das Werkzeug 14 und
das Werkzeugfutter 38 während des Messablaufs
um eine Rotationsachse 40 zu drehen.
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Die
Recheneinheit 12 weist zwei Schnittstellen 18 auf,
die dazu vorgesehen sind, den Datensatz an eine nicht näher
dargestellte Werkzeugbearbeitungsmaschine weiterzugeben. In diesem
Ausführungsbeispiel ist eine der Schnittstellen 18 als
eine Ethernet-Schnittstelle ausgebildet. Die Schnittstelle 18 ist
mittels eines Kabels 42 an ein Gehäuse des Werkzeugmessgeräts 10 geführt.
Die andere Schnittstelle 18 ist als ein optisches Laufwerk
ausgebildet. Der Datensatz wird mittels eines Protokolls über
die Ethernet-Schnittstelle an die Werkzeugbearbeitungsmaschine übertragen.
Der Datensatz weist einen Informationsträger auf, der als
ein Datenbyte innerhalb des Datensatzes ausgeführt ist.
Er ist dazu ausgebildet, zu kennzeichnen, dass der Datensatz zu
der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens vorgesehen ist.
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Nachdem
der Bediener das Werkzeug 14, das in Stand gesetzt werden
soll, in die Spindel 36 eingesetzt hat, bestimmt der Bediener
den Typ des Werkzeugs 14, indem er mittels der Bedienerschnittstellen 20 den
entsprechenden Typ des Werkzeugs 14 auswählt.
Grundsätzlich wäre eine Bestimmung des Typs auch
zu einem anderen Zeitpunkt möglich. Anschließend
ermittelt die Recheneinheit 12 auf der Grundlage des Typs
ein Messschema. Die Recheneinheit 12 steuert den Messablauf
zu der Vermessung des Werkzeugs 14 auf der Grundlage des Messschemas
vollautomatisch. Dabei werden, indem Dimensionen und Geometrien
des Werkzeugs 14 ermittelt werden, alle zu der Erstellung
des Instandsetzungsverfahrens erforderlichen Parameter des Werkzeugs 14 von
dem Messmittel 16 vermessen, indem die Spindel 36 das
Werkzeug 14 um die Rotationsachse 40 dreht und
die Kameraeinheit 32 Messstellen des Werkzeugs 14 aufnimmt
und die Recheneinheit 12 Informationen daraus auswertet.
Dabei werden die an dem Werkzeug 14 vorhandenen Parameter
wie Länge, Durchmesser, Schneidenzahl und Basisgeometrie über
Scan- und Suchläufe von der Recheneinheit 12 automatisch
gesucht und erkannt.
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Anschließend
erstellt die Recheneinheit 12 aus den durch die Vermessung
des Werkzeugs 14 gewonnenen Informationen den Datensatz.
Der Datensatz wiederum dient zu der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens
zu der Instandsetzung des Werkzeugs 14. Die Recheneinheit 12 ordnet
dem Informationsträger des Datensatzes die Information
zu, dass der Datensatz zu der Erstellung des Instandsetzungsverfahrens
vorgesehen ist. Zusätzlich erstellt die Recheneinheit 12 vollautomatisch
einen weiteren Messablauf, mittels dem das Werkzeug 14 nach
einer Bearbeitung vollautomatisch vermessen werden kann.
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Danach
gibt die Recheneinheit 12 den Datensatz mittels der Ethernet-Schnittstelle
an die Werkzeugbearbeitungsmaschine weiter. Es ist auch möglich,
dass die Recheneinheit 12 den Datensatz an eine andere,
nicht näher dargestellte Datenverarbeitungsvorrichtung,
wie ein Programmiersystem oder eine Programmiersoftware der Werkzeugbearbeitungsmaschine,
weitergibt. Diese Datenverarbeitungsvorrichtung oder die Werkzeugbearbeitungsmaschine
stellt auf der Grundlage des Datensatzes teilautomatisch das Instandsetzungsverfahren
zusammen. Dazu legt der oder ein anderer Bediener Informationen über
Rahmenbedingungen des Instandsetzungsverfahrens fest. Zu diesen
gehören, neben anderen Informationen, Eigenschaften eines
Bearbeitungsmittels und eine Ausspanlänge.
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Falls
das Instandsetzungsverfahren auf der Datenverarbeitungsvorrichtung
erstellt worden ist, wird das Instandsetzungsverfahren nun auf die
Werkzeugbearbeitungsmaschine übertragen. Dies geschieht
mittels einer Schnittstelle, die entsprechend der Schnittstelle 18 der
Recheneinheit 12 ausgebildet ist. Nachdem das Werkzeug 14 in
die Werkzeugbearbeitungsmaschine eingesetzt worden ist, wird das
Instandsetzungsverfahren auf der Werkzeugbearbeitungsmaschine ausgeführt
und somit auf das Werkzeug 14 angewendet.
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- 10
- Werkzeugmessgerät
- 12
- Recheneinheit
- 14
- Werkzeug
- 16
- Messmittel
- 18
- Schnittstelle
- 20
- Bedienerschnittstellen
- 22
- Monitor
- 24
- Tastatur
- 26
- Maus
- 28
- Drucker
- 30
- Datenbank
- 32
- Kameraeinheit
- 34
- Beleuchtungsmittel
- 36
- Spindel
- 38
- Werkzeugfutter
- 40
- Rotationsachse
- 42
- Kabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 202006005465
U1 [0002]