DE102009049733A1

DE102009049733A1 - Werkzeugvorrichtung mit positionierbarem Werkzeugelement

Info

Publication number: DE102009049733A1
Application number: DE102009049733A
Authority: DE
Inventors: Günter Rieken
Original assignee: Weener Plastik GmbH and Co KG
Current assignee: Weener Plastik GmbH and Co KG
Priority date: 2009-10-19
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: DE102009049733B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung (2), insbesondere für eine Spritzgussmaschine, mit wenigstens einem ersten Werkzeugelement (3) und einem zweiten Werkzeugelement (4), wobei wenigstens ein erstes Werkzeugelement (3) gegenüber einem zweiten Werkzeugelement (4) beweglich ist. Die Werkzeugvorrichtung (2) weist eine Positionsmesseinrichtung (1) auf, wobei durch diese Positionsmesseinrichtung (1) die Position wenigstens eines ersten Werkzeugelementes (3) bezüglich wenigstens eines vorgegebenen Bezugspunktes messbar ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einsatz dieser Werkzeugvorrichtung (2), wobei mittels dieses Verfahrens und dieser Positionsmesseinrichtung (1) die Position wenigstens eines ersten Werkzeugelementes (3) bezüglich wenigstens eines vorgegebenen Bezugspunktes gemessen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugvorrichtung mit wenigstens einem positionierbaren Werkzeugelement sowie eine Maschine und ein Verfahren zum Einsatz dieser Werkzeugvorrichtung. Die Erfindung wird im Folgenden in Zusammenhang mit einer Spritzgussmaschine und einer Werkzeugvorrichtung für ein Spritzgussverfahren beschrieben. Es wird aber darauf hingewiesen, dass eine solche Werkzeugvorrichtung auch für andere Fertigungsverfahren eingesetzt werden kann, insbesondere für solche Fertigungsverfahren in denen wenigstens zwei Werkzeugelemente für den Fertigungsprozess wechselseitig miteinander wirken, wie beispielsweise Stanzen, Pressen oder Abkanten.
Es ist bekannt, Werkzeugvorrichtungen zu verwenden, die wenigstens zwei Werkzeugelemente aufweisen. Diese Werkzeugelemente wirken wechselseitig zur Herstellung oder Bearbeitung eines Werkstücks miteinander. Dabei ist die Position dieser Werkzeugelemente relativ zueinander durch eine Positioniereinrichtung einstellbar, wie das z. B. in DE 195 18 480 C2 offenbart ist. Die Werkzeugelemente werden durch Fixiereinrichtungen in ihrer Position gehalten. Jedoch kann es bei Werkzeugelementen zu einer unplanmäßigen Verschiebung aus ihrer optimalen Position relativ zueinander kommen. Diese kann zum Beispiel durch eine fehlerhafte Bedienung der Werkzeugvorrichtung, der Positioniereinrichtung und der Fixiereinrichtung durch das Bedienpersonal oder durch eine hohe mechanische Belastung der Werkzeugelemente über die Zeit bedingt sein. Wird diese unplanmäßige Verschiebung der Werkzeugelemente nicht bemerkt oder nicht rechtzeitig bemerkt, kann dies zu einem erhöhten Verschleiß an den Werkzeugelementen und zu einer mangelhaften Fertigungspräzision führen und kann so die Produktivität der Werkzeugvorrichtung senken. Dies ist insbesondere dann ein Problem, wenn bereits minimale Verschiebungen eine derartig negative Wirkung entfalten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Werkzeugvorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Einsatz einer Werkzeugvorrichtung bereitzustellen.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die Werkzeugvorrichtung gemäß Anspruch 1, die Maschine mit Werkzeugen gemäß Anspruch 11 und das Verfahren zum Einsatz einer Werkzeugvorrichtung gemäß Anspruch 12. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung, weist wenigstens zwei Werkzeugelemente auf. Diese Werkzeugelemente wirken zur Herstellung oder Veränderung eines Werkstücks wechselseitig miteinander. Wenigstens ein erstes Werkzeugelement ist relativ zu einem zweiten Werkzeugelement beweglich. Vorzugsweise ist wenigstens ein Werkzeugelement unbeweglich gegenüber dem Maschinengestell der Maschine mit Werkzeugen gelagert. Insbesondere weist ein zweites Werkzeugelement oder bevorzugt das Maschinengestell wenigstens einen Bezugspunkt auf. Die Werkzeugvorrichtung weist eine Positionsmesseinrichtung auf. Durch diese Positionsmesseinrichtung ist die Position von wenigstens einem ersten Werkzeugelemente gegenüber wenigstens einem vorgegebenen Bezugspunkt messbar.
Unter einer Werkzeugvorrichtung ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Bearbeitungswerkzeug zu verstehen, welches zum Herstellen von Werkstücken vorgesehen ist. Insbesondere ist eine solche Werkzeugvorrichtung für das Herstellen von Werkstücken mit einem urformenden Fertigungsverfahren vorgesehen. Die Werkzeugvorrichtung ist vorzugsweise mehrstückig ausgebildet und besteht bevorzugt aus wenigstens zwei Werkzeugelementen. Dabei sind vorzugsweise mehrere Werkzeugelemente aber bevorzugt wenigstens zwei Werkzeugelemente so angeordnet, dass sie insbesondere beim Herstellen eines oder mehrerer Werkstücke wechselseitig miteinander wirken. Vorzugsweise umgibt die Werkzeugvorrichtung einen Hohlraum, wobei dieser Hohlraum im Wesentlichen der Form des Werkstücks entspricht, insbesondere bildet dieser Hohlraum ein Formnest.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Werkstück vorzugsweise ein Gegenstand mit bestimmter geometrischer Gestalt oder Oberfläche zu verstehen. Bevorzugt wird die Geometrie oder Oberflächenbeschaffenheit eines Werkstücks durch wenigstens ein Werkzeugelement einer Werkzeugvorrichtung verändert oder erzeugt.
Unter einer Maschine mit Werkzeugen ist im Sinne der Erfindung insbesondere eine Apparatur mit einer Werkzeugvorrichtung zum Herstellen oder zum Verändern von Werkstücken und Ihrer Eigenschaften zu verstehen. Vorzugsweise ist eine Maschine mit Werkzeugen für ein urformendes Fertigungsverfahren vorgesehen, insbesondere für ein Spritzgussverfahren.
Eine Maschine mit Werkzeugen ist bevorzugt eine Spritzgussmaschine. Vorzugsweise weist die Spritzgussmaschine neben dem Antrieb und der Werkzeugvorrichtung noch mindestens ein Maschinengestell auf. Bevorzugt wird im Maschinengestell mindestens die Werkzeugvorrichtung angeordnet. Zur Steuer- und Regelung des Herstellens oder Veränderns des Werkstücks weist die Spritzgussmaschine vorzugsweise eine Maschinensteuerung auf. Bevorzugt ist die Maschinensteuerung als eine speicherprogrammierbare Steuerung ausgeführt.
Im Sinne der Erfindung ist unter einem Werkzeugelement vorzugsweise ein Teil einer Werkzeugvorrichtung zu verstehen. Eine Werkzeugvorrichtung weist wenigstens ein erstes und ein zweites Werkzeugelement auf. Ein Werkzeugelement weist mindestens einen Funktionsabschnitt auf. Vorzugsweise ist ein erstes Werkzeugelement relativ zu einem zweiten Werkzeugelement beweglich.
Unter einem Funktionsabschnitt ist insbesondere eine Funktionsfläche oder -kante zu verstehen. Ein solcher Funktionsabschnitt tritt zur Bearbeitung eines Werkstücks in Wechselwirkung mit einem weiteren Funktionsabschnitt, welcher bevorzugt ein Teil oder ein Abschnitt wenigstens eines weiteren Werkzeugelementes ist.
Zur Bearbeitung oder Herstellung eines Werkstücks werden die Werkzeugelemente einer Werkzeugvorrichtung vorzugsweise in unterschiedliche Zustände gebracht.
Die Zustände einer Werkzeugvorrichtung sind insbesondere ein Arbeitszustand und ein Leerzustand.
Dabei ist der Arbeitszustand insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass in diesem bevorzugt zwei Funktionsabschnitte, welche vorzugsweise auf unterschiedlichen Werkzeugelementen angeordnet sind, zur Herstellung wenigstens eines Werkstücks wechselseitig miteinander wirken. Bevorzugt umschließen die Funktionsflächen von zwei Werkzeugelementen im Arbeitszustand im Wesentlichen einen Hohlraum, insbesondere ein Formnest. Dieser Hohlraum entspricht vorzugsweise in seiner Form im Wesentlichen der Form des Werkstücks.
Der Leerzustand ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsabschnitte der Werkzeugelemente nicht wechselseitig miteinander wirken. Vorzugsweise berühren sich diese Werkzeugelemente im Leerzustand nicht und sind besonders bevorzugt nicht verriegelt. Bevorzugt befinden sich die Werkzeugelemente im Leerzustand in einer Position, so dass das Werkstück aus der Werkzeugvorrichtung entnommen werden kann.
Unter verriegeln ist zu verstehen, dass durch eine geeignete Einrichtung verhindert wird, dass sich wenigstens zwei Werkzeugelemente relativ zueinander bewegen.
Vorzugsweise erfolgt ein Wechsel vom Arbeitszustand in den Leerzustand und umgekehrt durch die Bewegung von wenigstens einem ersten Werkzeugelement relativ zu einem zweiten Werkzeugelement. Vorzugsweise wird bei einem Wechsel vom Leerzustand in den Arbeitszustand die Position von wenigstens einem ersten Werkzeugelement relativ zu einem zweiten Werkzeugelement oder die Position von einem ersten Werkzeugelement gegenüber einem nicht mit einem zweiten Werkzeugelement gekoppelten Bezugspunkt durch eine Positionsmesseinrichtung erfasst.
Unter einem Bezugselement ist vorzugsweise ein Bezugspunkt oder eine Bezugsfläche zu verstehen. Bevorzugt ist ein Bezugspunkt oder eine Bezugsfläche als ein bestimmter geometrischer Ort zu verstehen. Insbesondere ist dieses Bezugselement auf einem ersten Werkzeugelement angeordnet oder ist mit diesem kinematisch gekoppelt. Vorzugsweise ist das Bezugselement unbeweglich mit wenigstens einem zweiten Werkzeugelement gekoppelt oder ist ein Teilabschnitt von diesem, besonders bevorzugt ist das Bezugselement mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugelement kinematisch nicht gekoppelt. Insbesondere ist ein erstes Werkzeugelement beweglich gegenüber diesem Bezugselement. Vorzugsweise ist dieses Bezugselement unbeweglich gegenüber diesem Maschinengestell angeordnet.
Unter einer Positionsmesseinrichtung ist vorzugsweise eine Einrichtung zu verstehen, die wenigstens einen Abstand oder einen Winkel zwischen einem Werkzeugelement und wenigstens einem Bezugspunkt bestimmt. Die Positionsmesseinrichtung ermittelt somit wenigstens ein Längen- oder Winkelmaß dieses Werkzeugelements gegenüber diesem Bezugspunkt. Bevorzugt beruht diese Positionsmessung auf einem berührungsfreien, in diesem Fall optischen, induktiven oder kapazitiven Messverfahren oder auf einem wenigstens teilweise berührenden, in diesem Fall mechanischen Messverfahren.
Durch wenigstens eines dieser Messverfahren oder durch eine Kombination aus verschiedenen dieser Messverfahren ist insbesondere eine Positionsveränderung wenigstens eines Werkzeugelementes gegenüber wenigstens einem Bezugspunkt erfassbar. Durch die Positionsmessung wird insbesondere ein unplanmäßiges Verändern der Position eines ersten Werkzeugelements frühzeitig erfasst. Durch diese Früherkennung kann insbesondere einem Absinken der Produktivität durch eine unplanmäßige Verlagerung der Werkzeugelemente entgegengewirkt werden.
Bevorzugte berührungsfreie optische Positionsmesseinrichtungen umfassen wenigstens eine künstliche Lichtquelle. Diese Lichtquelle sendet vorzugsweise Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm oder im infrarot Bereich mit Wellenlängen größer 780 nm. Vorzugsweise weist eine künstliche Lichtquelle wenigstens eine lichtemittierende Diode oder einen Laser auf, sowie wenigstens einen optischen Sensor. Vorzugsweise weist diese optische Positionsmesseinrichtung auch ein lichtreflexierendes Element oder ein Element welches dazu vorgesehen ist Lichtstrahlen zu reflektieren auf. Der optische Sensor nimmt vorzugsweise wenigstens teilweise die Lichtstrahlen dieser Lichtquelle oder reflektierte Lichtstrahlen von diesem lichtreflexierenden Element auf. Vorzugsweise können die Lichtquelle und der optische Sensor eine bauliche Einheit bilden. Bevorzugt ist wenigstens eine Lichtquelle oder ein optischer Sensor oder ein lichtreflexierendes Element mit wenigstens einem ersten Werkzeugelement kinematisch gekoppelt. Durch die von diesem optischen Sensor aufgenommenen Lichtstrahlen, lässt sich insbesondere einem ersten Werkzeugelement eine Positionsänderung zuordnen. Dabei bieten bevorzugte optisch Messverfahren den Vorteil, dass mit diesen eine hohe Messgenauigkeit erreicht werden kann, somit sind selbst geringe Verlagerung eines Werkzeugelements erfassbar.
Bevorzugte berührungsfreie, induktive Positionsmesseinrichtungen weisen eine ein magnetisches Feld erzeugende Einrichtung, sowie einen Sensor zum Messen einer Impedanz oder zum Messen eines induzierten Stroms auf. Insbesondere ist die das magnetische Feld erzeugende Einrichtung ein Maßstab mit einem entlang wenigstens einer Richtung ungleichförmigen Magnetfeld oder bevorzugt ein elektrischer Leiter welcher zum Beispiel als eine Spule ausgebildet ist. Diese Spule oder dieser Sensor zum Messen einer Impedanz oder eines induzierten Stroms sind mit vorzugsweise einem zweiten Werkzeugelement kinematisch gekoppelt. Insbesondere wird durch einen solchen Sensor die Impedanz oder die Veränderung der Impedanz einer Spule gemessen oder es wird der vorzugsweise in einer Spule induzierte Strom gemessen. Insbesondere durch die von diesem Sensor aufgenommene Änderung der Impedanz oder des induzierten Stroms dieser Spule lässt sich einem ersten Werkzeugelement eine Positionsänderung zuordnen. Dieses Messverfahren bietet den Vorteil, dass es unempfindlich gegenüber Verunreinigungen der Positionsmesseinrichtung ist.
Bevorzugte berührungsfreie, kapazitive Positionsmesseinrichtungen weisen zwei ungleichartig geladene Körper, die gegeneinander elektrisch isoliert sind und einen Sensor zum Messen einer Kapazität auf. Wobei wenigstens einer dieser Körper ein Kondensatorplattenelement ist. Bevorzugte kapazitive Positionsmesseinrichtungen weisen insbesondere einen einfachen Aufbau auf.
Unter einem Kondensatorplattenelement ist ein Element zu verstehen welches mit einer bestimmten elektrischen Ladung geladen werden kann und welches eine bestimmte Oberfläche besitzt. Wenigstens ein Kondensatorplattenelement ist insbesondere mit einem ersten Werkzeugelement kinematisch gekoppelt. Durch die von diesem Sensor zum Messen einer Kapazität gemessene Kapazität oder die Änderung einer Kapazität dieser beiden ungleichartig geladenen Körper lässt sich insbesondere einem ersten Werkzeugelement eine Positionsänderung zuordnen.
Bevorzugte berührende, mechanische Positionsmesseinrichtungen weisen wenigstens ein bewegliches, mechanisches Tastelement und eine Tastfläche auf. Diese Tastfläche ist insbesondere von diesem mechanischen Tastelement kontaktierbar. Dabei ist dieses mechanische Tastelement insbesondere mit einem ersten Werkzeugelement kinematisch gekoppelt. Vorzugsweise ist diese Tastfläche mit einem zweiten Werkzeugelement oder mit keinem Werkzeugelement kinematisch gekoppelt. Durch die von diesem mechanischen Tastelement aufgenommene Positionsänderung lässt sich vorzugsweise einem ersten Werkzeugelement eine Positionsänderung zuordnen.
Vorzugsweise ermittelt eine Positionsmesseinrichtung somit die Position eines ersten Werkzeugelementes gegenüber einem Bezugspunkt oder gegenüber einem zweiten Werkzeugelement.
Unter dem Maschinenbetrieb ist insbesondere die wiederholte Abfolge der Prozessschritte zu verstehen, welche notwendig sind um in einer Werkzeugvorrichtung ein Werkstück herzustellen oder zu bearbeiten.
Ein Maschinentakt ist insbesondere der Zeitraum bis alle Prozessschritte zum Herstellen oder Bearbeiten wenigstens eines Werkstücks in dieser Werkzeugvorrichtung abgearbeitet sind. Ein Maschinentakt weist dabei wenigstens die Prozessschritte, beschicken der Werkzeugvorrichtung, bearbeiten in der Werkzeugvorrichtung, leeren der Werkzeugvorrichtung auf.
Unter einer Referenzposition ist insbesondere eine bestimmte Position eines Werkzeugelements, vorzugsweise eines ersten Werkzeugelements, gegenüber einem Bezugspunkt zu verstehen. Dabei weist eine Referenzposition vorzugsweise ein geometrisches Längen- oder Winkelmaß oder bevorzugt alle zur eindeutigen Beschreibung dieser Position notwendigen Längen- und Winkelmaße auf. Bevorzugt wird eine Referenzposition für eine Werkzeugvorrichtung ermittelt. Insbesondere wird die Referenzposition bei der Herstellung oder bei der Instandsetzung der Werkzeugvorrichtung ermittelt. Die Referenzposition wird vorzugsweise ermittelt, bevor die Werkzeugvorrichtung im Maschinenbetrieb eingesetzt wird. Vorzugsweise ist einer Referenzposition oder einzelnen Längen- oder Winkelmaßen der Referenzposition ein Toleranzbereich zugeordnet. Der Toleranzbereich wird durch Grenzmaße beschrieben.
Eine Positionsmesseinrichtung weist vorzugsweise wenigstens zwei Untereinrichtungen auf, wobei vorzugsweise eine erste Untereinrichtung gegenüber einer zweiten Untereinrichtung beweglich ist. Die Positionsmesseinrichtung ermittelt vorzugsweise durch ein geeignetes Messverfahren das Längen- oder Winkelmaß zwischen wenigstens zwei Untereinrichtungen, vorzugsweise alle zur eindeutigen Positionsmessung zwischen zwei Untereinrichtungen notwendigen Längen- und Winkelmaße. Bevorzugte Messverfahren beruhen auf den berührungslosen Messprinzipien der optischen, induktiven, kapazitiven oder auf dem berührenden Messprinzip der mechanischen Messung.
Insbesondere wird die Position eines Werkzeugelements mit einer Genauigkeit genauer als 1 Millimeter oder 1 Winkelgrad, bevorzugt genauer als 1/10 Millimeter oder eine Winkelminute und besonderes bevorzugt genauer als 1/1000 Millimeter oder eine Winkelsekunde gemessen. Insbesondere hängt die Messgenauigkeit vom eingesetzten Messverfahren ab. Abhängig von diesen Messprinzipien ist vorzugsweise eine erste Untereinrichtung als Sende- und Sensorselement oder bevorzugt als Sendeelement und wenigstens eine zweite Untereinrichtung als Sensor- oder bevorzugt als Reflexionselement ausgeführt.
Bevorzugt sendet eine erste Untereinrichtung elektromagnetische Wellen oder Licht, insbesondere fokussiertes oder divergentes Licht, oder sie stellt bevorzugt eine bestimmte elektrische Ladung oder ein magnetisches Feld bereit. Vorzugsweise sendet eine erste Untereinrichtung einer Positionsmesseinrichtung Lichtstrahlen. Diese erste Untereinrichtung weist insbesondere wenigstens eine künstliche Lichtquelle zum Senden oder wenigstens einen Lichtwellenleiter zum Leiten von Lichtstrahlen auf. Eine künstliche Lichtquelle weist vorzugsweise wenigstens eine lichtemittierende Diode oder eine Quelle kohärenten Lichts, wie zum Beispiel einen Laser, auf.
Vorzugsweise weist eine zweite Untereinrichtung ein Empfangselement auf, diese stellt vorzugsweise Veränderungen oder Eigenschaften von elektromagnetischen Wellen oder Licht oder Lichtstrahlen fest, wie zum Beispiel die Phasenbeziehung oder den Einfallswinkel, bestimmt vorzugsweise Veränderungen einer elektrischen Ladung, wie zum Beispiel die Kapazität oder bestimmt die Änderung an einem magnetischen Feld, wie zum Beispiel die Impedanz eines elektrischen Leiters. Ein Reflexionselement reflektiert bevorzugt elektromagnetische Wellen oder besonders bevorzugt Licht oder Lichtstrahlen aus einer natürlichen oder bevorzugt irgendeiner künstlichen Lichtquelle.
Insbesondere weist eine zweite Untereinrichtung ein Reflexionselement auf. Vorzugsweise ist dieses Reflexionselement dazu vorgesehen, elektromagnetische Wellen oder Lichtstrahlen bevorzugt in Richtung zu einem Sensorelement zu reflektieren. Bevorzugt ist das Reflexionselement als ein ebener oder gekrümmter Oberflächenabschnitt an einem Werkzeugelement ausgeführt, besonders bevorzugt ist das Reflexionselement form-, kraft- oder stoffschlüssig mit einem Werkzeugelement verbunden und weist vorzugsweise eine definierte Oberflächenstruktur auf. Diese Oberflächenstruktur kann insbesondere durch Schleifen oder Polieren erzeugt sein. Das Reflexionselement ist vorzugsweise gegenüber dem Funktionsabschnitt eines Werkzeugelementes abgesetzt. Bevorzugt ist das Reflexionselement als runder oder eckiger Stift ausgeführt.
Insbesondere ist ein Empfangselement zum Aufnehmen einer Strahlung vorgesehen, insbesondere einer wellenförmigen elektromagnetischen Strahlung oder bevorzugt von Lichtstrahlen. Dabei stammen diese wellenförmige elektromagnetische Strahlung oder diese Lichtstrahlen vorzugsweise direkt aus einem Sendeelement oder werden von einem Reflexionselement reflektiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist dieses Sensorelement als Bildsensor ausgeführt.
Vorzugsweise ist ein Bildsensor als eine Vorrichtung zur Aufnahme von zweidimensionalen Abbildern aus Licht auf elektrischem oder mechanischem Wege zu verstehen. Insbesondere ist eine solcher Sensor als CCD-Sensor, CMOS-Sensor oder bevorzugt als Mehrsegment Fotodiode, zum Beispiel als Zwei- oder Viersegment Fotodiode ausgeführt.
Insbesondere kann eine erste Untereinrichtung ein Element zum Erzeugen eines magnetischen Feldes aufweisen. Vorzugsweise wird das magnetische Feld durch einen elektrischen Leiter erzeugt. Besonders bevorzugt ist dieser elektrische Leiter spulenförmig angeordnet. Insbesondere weist diese Untereinrichtung einen Maßstab mit einem entlang wenigstens einer Richtung veränderlichen magnetischen Feld auf. Bevorzugt sind in einer solchen Untereinrichtung ein spulenförmig angeordneter elektrischer Leiter, insbesondere eine Messspule, und/oder eine Verarbeitungs- und Auswerteelektronik in einem Gehäuse untergebracht. Insbesondere kann eine solche Einrichtung als induktiver analoger Abstandssensor ausgebildet sein. Vorzugsweise weist eine zweite Untereinrichtung ein Sensorelement zum Messen elektrischer Größen auf. Dieses Sensorelement ist dazu vorgesehen die Impedanz oder die Änderung der Impedanz eines elektrischen Leiters zu messen. Insbesondere misst dieses Sensorelement einen in einen elektrischen Leiter induzierten Strom. Besonders bevorzugt misst das Sensorelement die Impedanz eines Spulenelements.
Insbesondere weist eine zweite Untereinrichtung eine Messfläche auf, die vorzugsweise von einem magnetischen und/oder elektrischen Feld einer ersten Untereinrichtung insbesondere von einem induktiv analogen Abstandssensor, erfassbar ist. Insbesondere ist eine solche Messfläche ein gekrümmter oder ebener Oberflächenabschnitt, wobei dieser Oberflächenabschnitt vorzugsweise relativ beweglich zu der ersten Untereinrichtung positioniert ist. Vorzugsweise ist diese Messfläche kinematisch im Wesentlichen unbeweglich mit einem Bezugspunkt oder einem zweiten Werkzeugelement gekoppelt.
Insbesondere weist eine erste Untereinrichtung ein Kondensatorplattenelement auf. Ein Kondensatorplattenelement ist vorzugsweise als ein Körper mit einer bestimmten Oberfläche und einer bestimmten elektrische Ladung zu verstehen. Vorzugsweise ist dieses Kondensatorplattenelement gegenüber wenigstens einem Werkzeugelement oder gegenüber einer Bezugsfläche elektrisch isoliert. Dieses Kondensatorplattenelement weist vorzugsweise gegenüber einer Bezugsfläche oder bevorzugt gegenüber einem Werkzeugelement oder besonders bevorzugt gegenüber einem Oberflächenbereich eines Werkzeugelements, welcher einen Bezugspunkt enthält eine ungleichartige elektrische Ladung auf. Vorzugsweise bildet das Kondensatorplattenelement mit einem Oberflächenbereich eines Werkzeugelements oder mit einer Bezugsfläche einen Kondensator.
Insbesondere weist eine zweite Untereinrichtung ein Sensorelement zum Messen einer elektrischen Ladung auf, insbesondere zum Messen einer Kapazität oder der Änderung einer Kapazität. Bevorzugt misst dieses Sensorelement die Kapazität eines Kondensators, welcher dieses Kondensatorplattenelement aufweist.
Insbesondere weist eine erste Untereinrichtung ein bewegliches Tasterelement auf. Vorzugsweise ist diese Tasterelement linear verschiebbar gegenüber einem ersten Werkzeugelement gelagert oder bevorzugt drehbar oder besonders bevorzugt elastisch verformbar. Dieses Tasterelement ist vorzugsweise als stabförmiger Taster ausgeführt. An wenigstens einem Ende weist dieses Tasterelement bevorzugt mindestens eine abgeschrägte oder abgerundete Kante oder besonders bevorzugt einen kugelförmigen Bereich auf. Vorzugsweise weist dieses Tasterelement an wenigstens einem Ende eine drehbar gelagerte Rolle auf.
Insbesondere weist eine zweite Untereinrichtung eine Tastfläche auf. Insbesondere ist eine Tastfläche ein gekrümmter oder ebener Oberflächenabschnitt, wobei dieser Oberflächenabschnitt relativ beweglich zu einem Tasterelement positioniert ist. Vorzugsweise ist diese Tastfläche kinematisch im Wesentlichen unbeweglich mit einem Bezugspunkt oder einem zweiten Werkzeugelement gekoppelt.
Vorzugsweise ist wenigstens eine erste Untereinrichtung einer Positionsmesseinrichtung stoff-, form- oder kraftschlüssig mit einem ersten Werkzeugelement verbunden. Vorzugsweise weist eine erste oder zweite Untereinrichtung ein eigenes Gehäuse auf. Eine zweite Untereinrichtung ist bevorzugt formschlüssig mit einem zweiten Werkzeugelement verbunden. Besonders bevorzugt ist diese zweite Untereinrichtung auf der Oberfläche eines zweiten Werkzeugelements befestigt, vorzugsweise durch Schrauben oder Nieten.
Wenigstens eine erste oder zweite Untereinrichtung einer Positionsmesseinrichtung ist bevorzugt in einer Ausnehmung eines ersten oder zweiten Werkzeugelements angeordnet. Vorzugsweise umgibt ein Werkzeugelement eine Untereinrichtung und bildet insbesondere ein Gehäuse für diese Untereinrichtung. Bevorzugt sind wenigstens die zur Messung der Position notwendigen Elemente einer Untereinrichtung, wie zum Beispiel Sende-, Empfangs- und Reflexionselement, nicht durch dieses Werkzeugelement abgedeckt.
Zur Bestimmung einer eindeutigen Position wenigstens eines Werkzeugelements gegenüber einem Bezugspunkts weist eine Werkzeugvorrichtung mehrere Positionsmesseinrichtungen auf. Zum Messen der Position wirken dabei vorzugsweise zwei Untereinrichtungen dieser Positionsmesseinrichtung zusammen. Vorzugsweise weist eine Werkzeugvorrichtung zwei Positionsmesseinrichtungen auf, besonders bevorzugt drei Positionsmesseinrichtungen. Insbesondere weist eine Werkzeugvorrichtung mehrere Empfangs- oder Sensorelemente auf. Bevorzugt weist eine Werkzeugvorrichtungen zwei oder besonderes bevorzugt drei Empfangs- oder Sensorelemente auf.
Unter einem Verfahren zum Einsatz einer Werkzeugvorrichtung, die wenigstens ein erstes und ein zweites Werkzeugelement aufweist, wobei wenigstens ein erstes dieser Werkzeugelemente gegenüber einem zweiten Werkzeugelement beweglich ist, ist im Sinne der Erfindung insbesondere ein Messverfahren zu verstehen, bei welchem mittels einer Positionsmesseinrichtung die Position insbesondere eines ersten Werkzeugelementes bezüglich eines Bezugspunktes oder gegenüber eines zweiten Werkzeugelementes gemessen wird.
Vorzugsweise wird die durch dieses Messverfahren ermittelte Position des ersten Werkzeugelements mit einer Referenzposition dieses Werkzeugelements verglichen. Bevorzugt wird diese Referenzposition bei der Herstellung oder bei der Instandsetzung der Werkzeugvorrichtung ermittelt. Diese Referenzposition kann auch bevorzugt ermittelt werden, bevor diese Werkzeugvorrichtung in die Maschine mit Werkzeugen eingesetzt wird. Vorzugsweise bezieht sich die Referenzposition auf ein zweites Werkzeugelement.
Bevorzugt wird in den Vergleich der ermittelten Position des ersten Werkzeugelements mit der zuvor ermittelten Referenzposition ein Toleranzbereich mit einbezogen.
Insbesondere ist unter diesem Toleranzbereich vorzugsweise ein Bereich zu verstehen, welcher sich auf eine bestimmte Abweichung der Position des Werkzeugelements von der Referenzposition bezieht. Der Toleranzbereich wird durch Grenzmaße beschrieben. Insbesondere kann die ermittelte Position eines Werkzeugelements innerhalb oder außerhalb des Toleranzbereichs liegen. Vorzugsweise wird ein Positionsmessergebnis in Abhängigkeit dieser Position in Bezug auf den Toleranzbereich bewertet. Insbesondere können einer Referenzposition mehrere Toleranzbereiche zugeordnet sein. Durch mehrere Toleranzbereiche für eine Referenzposition wird insbesondere eine differenzierte Bewertung dieser Position ermöglicht. Vorzugsweise sind einer Referenzposition zwei bevorzugt drei Toleranzbereiche zugeordnet.
Vorzugsweise wird die Messung der Position eines ersten Werkzeugelements durchgeführt, während die Werkzeugvorrichtung von ihrem Leerzustand in ihren Arbeitszustand übergeht. Insbesondere wird diese Messung so durchgeführt, dass eine unplanmäßige Berührung der Werkzeugelemente verhindert werden kann. Insbesondere wird die Messung der Position durchgeführt, nachdem die Hälfte der Bewegung vom Leerzustand in den Arbeitszustand vollführt ist, bevorzugt nachdem 3/4 der Bewegung vollführt sind und besonders bevorzugt nachdem 4/5 der Bewegung vollführt sind. Die Messung der Position eines Werkzeugelements wird bevorzugt so in den Maschinenbetrieb eingebunden, dass der Maschinentakt dadurch zeitlich im Wesentlichen nicht verändert wird.
Insbesondere kann die Positionsmessung bei Berührung von wenigstens zwei Werkzeugelementen ausgeschaltet, bzw. überbrückt werden. Durch dieses Abschalten kann insbesondere eine Fehlmessung durch nicht zu beeinflussende Werkzeugverspannungen verhindert werden. Solche Werkzeugverspannungen können insbesondere dann auftreten, wenn sich die Werkzeugvorrichtung im Arbeitszustand befindet und/oder die Werkzeugvorrichtung verriegelt ist. Für dieses Abschalten beziehungsweise Überbrücken kann insbesondere die Berührung der wenigstens zwei Werkzeugelemente mit vorzugsweise einem Sensor erfasst werden. Die Erfassung der Berührung wird bevorzugt beim Übergang vom Leerzustand in den Arbeitszustand durchgeführt. Das Erfassen dieser Berührung erfolgt insbesondere mit einem Sensor, welcher vorzugsweise an oder in einem Werkzeugelement angeordnet ist und von einem zweiten Werkzeugelement betätigt wird. Vorzugsweise wird für diese Erfassung der Berührung ein Kraftsensor, insbesondere ein Sensor welcher aufgrund einer elastischen Verformung eine elektrische Spannung abgibt (Piezoeffekt) oder seinen ohmschen Widerstand verändert (Dehnmessstreifen), eingesetzt. Vorzugsweise ist die Abschaltung der Positionsmessung von einer, von einem ersten auf ein zweites Werkzeugelement ausgeübten, Berührkraft abhängig. Der Wert dieser Berührkraft, ab welchem diese Abschaltung durchgeführt wird, kann vorgebbar sein. Das durch den Vergleich der Position des Werkzeugelements mit seiner Referenzposition unter Einbeziehung des Toleranzbereichs ermittelte Positionsmessergebnis wird vorzugsweise in ein Ausgabesignal umgesetzt. Dieses Ausgabesignal kann insbesondere optisch, akustisch oder bevorzugt ein Befehl zur Beeinflussung des Maschinenbetriebs sein. Vorzugsweise wird das Positionsmessergebnis durch eine Kombination dieser Ausgaben dargestellt.
Eine bevorzugte optische Ausgabeart ist die Anzeige des Positionsmessergebnisses durch eine Lampe. Eine bevorzugte akustische Ausgabeart ist die Ausgebe des Positionsmessergebnisses durch einen Lautsprecher. Besonders bevorzugt wird das Positionsmessergebnis in einen Befehl zu Beeinflussung des Maschinenbetriebs umgesetzt. Vorzugsweise wird der Maschinenbetrieb unterbrochen, wenn die Position des Werkzeugelements außerhalb des Toleranzbereichs liegt. Durch das unterbrechen des Maschinenbetriebs bei einer definierten Positionsveränderung eines Werkzeugelements wird einer Fehlbedienung durch das Bedienpersonal vorgebeugt und ein Absinken der Produktivität verhindert. Vorzugsweise ist für jede Art des Ausgabesignals ein eigener Toleranzbereich vorgegeben, für unterschiedliche Toleranzbereiche werden vorzugsweise unterschiedliche Ausgabearten gewählt.
Bei einer bevorzugten optischen Ausgabe des Positionsmessergebnisses wird das Positionsmessergebnis so dargestellt, dass die Position des Werkzeugelements, die Referenzposition und der Toleranzbereich dargestellt werden. Vorzugsweise wird eine solche optische Darstellung auf einem Bildschirm visualisiert. Bevorzugt lässt sich die Position eines ersten Werkzeugelements während der Darstellung ändern. Insbesondere wird dabei wenigstens die aktuelle Position dieses Werkzeugelements, bevorzugt werden auch zeitlich zurückliegende Positionen dieses Werkzeugelements auf dem Bildschirm dargestellt. Durch diese Art der Darstellung kann vorzugsweise die Position dieses Werkzeugelements mit der Referenzposition und dem Toleranzbereich abgeglichen werden. Bei einer solchen Darstellung wird insbesondere das Einstellen der Werkzeugelemente auf die Referenzposition vereinfacht und damit vorzugsweise die Produktivität verbessert.
Insbesondere ist eine Werkzeugvorrichtung zum Einsatz mit einer Fixiereinrichtung vorgesehen. Die Fixiereinrichtung hält vorzugsweise ein erstes und ein zweites Werkzeugelement in seiner vorbestimmten Position.
Vorzugsweise ist eine Werkzeugvorrichtung zum Einsatz mit einer Positioniereinrichtung, wie diese in DE 195 18 480 C2 offenbart wird vorgesehen. Mit dieser Positioniereinrichtung kann insbesondere ein erstes Werkzeugelement justiert werden.
Unter dem Justieren ist vorzugsweise das Verändern der Position, vorzugsweise eines ersten Werkzeugelements insbesondere in Bezug auf wenigstens einen Bezugspunkt, insbesondere auf ein, zwei oder drei oder mehr Bezugspunkte, zu verstehen. Beim Justieren wird insbesondere die Position dieses Werkzeugelements an eine Referenzposition angenähert. Bevorzugt wird die Position eines ersten Werkzeugelements dann verändert, wenn mit einer Positionsmesseinrichtung festgestellt wurde, dass die Position dieses Werkzeugelements außerhalb des Toleranzbereichs liegt. Insbesondere wird das Positionsmessergebnis als Befehl an eine Maschinensteuerung gegeben, wobei diese die Position dieses Werkzeugelements in Bezug auf seine Referenzposition justiert.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Figuren und den Figuren.
Dabei zeigen:
1: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit zwei Werkzeugelementen und eine auf der Oberfläche der Werkzeugelemente befestigte Positionsmesseinrichtung.
2: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung welche nach einem berührungsfreien, optischen Messverfahren misst.
3: einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung, welche nach eifern berührenden, mechanischen Messverfahren misst.
4: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung, welche nach meinem berührungsfreien, kapazitiven Messverfahren misst.
5: ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung, welche die Positionierung eines mechanischem Messtasters mit einem induktiven Messverfahren misst.
6 zeigt einen Bildschirm zum Anzeigen eines mittels eines erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung oder erfindungsgemäßen Verfahrens gewonnen Positionsmessergebnisses.
7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung, welche nach einem berührungslosem, induktiven Messverfahren misst.
8 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Positionsmesseinrichtung, die den geschlossenen Zustand des Werkzeuges detektiert, welche nach einem induktiven Messverfahren misst.
9 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung mit einer Kraftmesseinrichtung, die den verriegelten Zustand des Werkzeuges detektiert, welche nach DMS Prinzip misst.
Zunächst wird beispielhaft die Erfindung mit verschiedenen, beispielhaften Messverfahren in den 1 bis 7 beschrieben.
In 1 ist eine Werkzeugvorrichtung 2 für ein Spritzgussverfahren dargestellt. Die Werkzeugvorrichtung 2 weist ein erstes Werkzeugelement 3 und ein zweites Werkzeugelemente 4 auf. Jedes Werkzeugelement weist einen Funktionsabschnitt 5 auf. Die Werkzeugvorrichtung 2 ist in ihrem Arbeitszustand dargestellt. Auf der Oberfläche der Werkzeugvorrichtung 2 ist eine Positionsmesseinrichtung 1 befestigt. Diese Positionsmesseinrichtung 1 weist eine erste Untereinrichtung und eine zweite Untereinrichtung auf. Ein erstes Werkzeugelement 3 der Werkzeugvorrichtung 2 ist beweglich gegenüber dem zweiten Werkzeugelement 4. Durch die Bewegung des ersten Werkzeugelements 3 geht die Werkzeugvorrichtung 2 von ihrem Arbeitszustand in ihren Leerzustand über. Jedes Werkzeugelement wird durch eine Fixiereinrichtung 6 in seiner Position gehalten. Insbesondere durch eine Positioniereinrichtung 7 wie diese in DE 195 18 480 C2 offenbart wird, kann das erste Werkzeugelement 3 in seiner Position verändert werden. Durch einen Werkstoffkanal 8 kann Werkstoff 9 in das von den Funktionsabschnitten 5 umschlossenen Formnest 10 gelangen. Im Formnest 10 entsteht durch den Fertigungsprozess das Werkstück.
In 2 ist eine Positionsmesseinrichtung 1 dargestellt. Die zweite Untereinrichtung 17 dieser ist auf einem ersten Werkzeugelement 3 und die erste Untereinrichtung 16 dieser ist auf einem zweiten Werkzeugelement 4 angeordnet. Diese Positionsmesseinrichtung 1 misst eine Entfernung mit einem berührungsfreien, optischen Messverfahren, dazu weist die Positionsmesseinrichtung 1 einen Laser 12 als künstliche Lichtquelle und einen optischen Sensor 13 zum Aufnehmen von Lichtstrahlen 15 auf. Ein zylinderförmiger Stift 21 ist starr mit einer zweiten Untereinrichtung 17 verbunden und stellt an einem Abschnitt das Reflexionselement 14 zum Reflektieren der Lichtstrahlen 15 aus dem Laser 12 zum optischen Sensor 13 dar. Das Reflexionselement 14 taucht zur Messung der Position des ersten Werkzeugelements 3 in eine schachtförmige Ausnehmung 31 der zweiten Untereinrichtung 16 ein. Die Positionsmesseinrichtung 1 ist lösbar mit formschlüssigen Befestigungsmitteln, zum Beispiel mit Schrauben 36, auf der Werkzeugvorrichtung 2 befestigt. Zum Messen der Position nimmt der optische Sensor 13 wenigstens einen reflektierten Lichtstrahl 15 aus dem Laser 12 auf. Die Positionsmessung 1 beruht auf der Methode der Triangulation.
In 3 ist ein Ausschnitt einer Werkzeugvorrichtung 2 mit einem berührenden, mechanischen Messsystem dargestellt. Diese Positionsmesseinrichtung 1 misst eine Entfernung durch Verschiebung eines mechanischen Tasters 18. Diese Positionsmesseinrichtung 1 weist einen mechanischen Taster 18 mit einer drehbaren Rolle 19 auf. Der mechanische Taster 18 ist axial verschiebbar in einem ersten Werkzeugelement 4 gelagert. Die notwendige Messkraft des mechanischen Tasters 18 wird durch ein Federelement 29 aufgebracht. Zudem weist dieses Positionsmesssystem eine Tastfläche 20 auf. Diese Tastfläche 20 ist ein Abschnitt auf einem zylinderförmigen Stift 21, welcher mit einem zweiten Werkzeugelement 3 starr verbunden ist. Dieser zylinderförmige Stift 21 weist an einem Ende bevorzugt einen abgeschrägten Bereich 22 auf. Insbesondere zum Messen der Position taucht der zylinderförmige Stift 21 in eine schachtförmige Ausnehmung 31 im zweiten Werkzeugelement 4 ein. In dieser schachtförmigen Ausnehmung 31 kontaktiert der mechanische Taster 18 die Tastfläche 20. Die gemessene Position, insbesondere des ersten Werkzeugelements 3, kann an einer Skale 23, diese ist vorzugsweise als Nonius zur Verbesserung der Ablesegenauigkeit ausgebildet, des mechanischen Tasters 18 abgelesen, werden.
In 4 ist eine Positionsmesseinrichtung 1 dargestellt, welche auf einer Werkzeugvorrichtung 2 angebracht ist und die Position eines ersten Werkzeugelements 3 mittels eines berührungsfreien, kapazitiven Messverfahrens misst. Die Positionsmesseinrichtung 1 weist ein Kondensatorplattenelement 24, eine Isolatorplatte 25 und einen abgesetzten Oberflächenbereich 26 an einem zweiten Werkzeugelement 4 auf. Das Kondensatorplattenelement 24 ist mittels einer Schraube 36, einem Isolatorstück 37 sowie mit einer Isolatorplatte 25 elektrisch isoliert gegenüber einem ersten Werkzeugelement 3 angeordnet. Das Kondensatorplattenelement 24 und der abgesetzte Oberflächenbereich 26 des zweiten Werkzeugelements 4 bilden einen Kondensator. Zur Abstandsmessung wird das Kondensatorplattenelement 24 mit einer bestimmten elektrischen Ladung geladen. Zum Messen der Position eines ersten Werkzeugelements 3 wird die Kapazität dieses Kondensators bevorzugt in einem Schwingkreis gemessen.
In 5 ist ein Ausschnitt einer Werkzeugvorrichtung 2 mit einer Positionsmesseinrichtung 1 dargestellt, wobei die Positionsmessung 1 auf dem Prinzip einer veränderbaren Impedanz beruht. Diese Positionsmesseinrichtung 1 weist einen quaderförmigen Stift 27 auf, welcher starr mit einem ersten Werkzeugelement 3 verbunden ist und an einem Ende einen abgeschrägten Bereich 22 aufweist. Des Weiteren weist die Positionsmesseinrichtung 1 einen, in einem zweiten Werkzeugelement 4 axial verschiebbar gelagerten, mechanischen Taster 18 auf. Der quaderförmige Stift 27 taucht zum Messen der Position eines ersten Werkzeugelements 3 in eine schachtförmige Ausnehmung 31 im zweiten Werkzeugelement 4 ein. Dieser mechanische Taster 18 kontaktiert an einem Ende den quaderförmigen Stift 27 an einer dafür vorgesehenen Tastfläche 20 und taucht an seinem andern Ende in ein Spulenelement 28 ein. Dieses Spulenelement 28 weist einen elektrischen Leiter 38 auf. Die notwendige Messkraft des mechanischen Tasters 18 wird durch eine Federelement 29 aufgebracht. Zum Messer der Position eines ersten Werkzeugelements 3 wird die Impedanz des Spulenelements 28 ermittelt.
In 6 ist ein Bildschirm 35 zur Darstellung eines Positionsmessergebnisses dargestellt. Das Positionsmessergebnis wird zusammen mit dem Toleranzbereich 34 und der Referenzposition 32 visualisiert. Die Position vorzugsweise eines ersten Werkzeugelements 3 kann durch Verschieben dieses Werkzeugelements 3 mittels einer Positioniereinrichtung 7 verändert werden. Auf dem Bildschirm 35 wird jeweils die aktuelle Ist-Position 33 dieses Werkzeugelements 3 dargestellt. Durch diese Art der Darstellung ist es möglich, ein insbesondere ein erstes Werkzeugelement 3 ausgehend von einer beliebigen Position gezielt in Richtung seiner Referenzposition zu verschieben. Des Weiteren kann durch die grafische Anzeige der Ist-Position 33, der Referenzposition 32 und des Toleranzbereichs 34 auf einfache Weise kontrolliert werden, ob die Ist-Position 33 innerhalb des Toleranzbereichs 34 liegt.
In 7 ist ein Ausschnitt einer Werkzeugvorrichtung 2 mit einer Positionsmesseinrichtung 1 dargestellt, wobei die Positionsmessung 1 auf einem berührungslosem induktiven Messverfahren beruht. Diese Positionsmesseinrichtung 1 weist einen quaderförmigen Stift 27 auf, welcher starr mit einem ersten Werkzeugelement 3 verbunden ist. Des Weiteren weist die Positionsmesseinrichtung 1 einen, in einem zweiten Werkzeugelement 4 angebrachten Induktiven analogen Abstandssensor 39 auf. Der quaderförmige Stift 27 taucht zum Messen der Position eines ersten Werkzeugelements 3 in eine schachtförmige Ausnehmung 31 im zweiten Werkzeugelement 4 ein. Dieser induktive analoge Abstandssensor misst den Abstand zum quaderförmigen Stift 27.
In 8 ist ein Ausschnitt einer Werkzeugvorrichtung dargestellt, wobei sich die beiden Werkzeugelemente im Arbeitszustand befinden. Am zweiten Werkzeugelement 4 ist ein Näherungsschalter 40 angebracht, vorzugsweise verschraubt. Dieser Näherungsschalter 40 gibt ein Signal ab wenn die Werkzeugvorrichtung durch Annäherung der beiden Werkzeugelemente den Arbeitszustand erreicht.

In 9 ist ein Ausschnitt eines Werkzeugs dargestellt, wobei sich die Werkzeugvorrichtung im Arbeitszustand befindet. Am zweiten Werkzeugelement 4 ist ein Kraftsensor 42 angebracht. Am ersten Werkzeugelement 3 ist eine Messfläche 41 angebracht. Der Kraftsensor 42 misst zusammen mit der Messflächen 41 die Berührkraft zwischen dem ersten Werkzeugelement 3 und dem zweiten Werkzeugelement 4.

1	Positionsmesseinrichtung
2	Werkzeugvorrichtung
3	Erstes Werkzeugelement
4	Zweites Werkzeugelement
5	Funktionsabschnitt
6	Fixiereinrichtung
7	Positioniereinrichtung nach DE 195 18 480 C2
8	Werkstoffkanal
9	Werkstoff
10	Formnest/Hohlraum
11	Werkstück
12	Laser
13	Optischen Sensor
14	Reflexionselement
15	Lichtstrahlen
16	Erste Untereinrichtung
17	Zweite Untereinrichtung
18	Mechanischer Taster
19	Drehbare Rolle
20	Tastfläche
21	Zylinderförmiger Stift
22	Abgeschrägter Bereich
23	Skale
24	Kondensatorplattenelement
25	Isolatorplatte
26	Abgesetzter Oberflächenbereich
27	Quaderförmiger Stift
28	Spulenelement
29	Federelement
30	Abgerundeter Bereich
31	Schachtförmige Ausnehmung
32	Referenzposition
33	Ist-Position
34	Toleranzbereich
35	Bildschirm
36	Schraube
37	Isolatorstück
38	Elektrischer Leiter
39	Induktiver analoger Abstandssensor
40	Sensor
41	Sensormessfläche
42	Kraftsensor

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19518480 C2 [0002, 0055, 0069, 0077]

Claims

Werkzeugvorrichtung (2), insbesondere für eine Spritzgussmaschine, mit wenigstens einem ersten Werkzeugelement (3) und einem zweiten Werkzeugelement (4), wobei wenigstens eines dieser Werkzeugelemente gegenüber einem anderen Werkzeugelement beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugvorrichtung (2) eine Positionsmesseinrichtung (1) aufweist, wobei mittels dieser Positionsmesseinrichtung (1) die Position wenigstens eines ersten Werkzeugelementes (3) bezüglich wenigstens eines vorgegebenen Bezugspunktes messbar ist.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsmesseinrichtung (1) wenigstens eine erste Untereinrichtung (16) aufweist, mittels der diese Position durch ein Messsignal erfassbar ist.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese Positionsmesseinrichtung (1) neben dieser ersten Untereinrichtung (16) wenigstens eine zweite Untereinrichtung (16) aufweist.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens diese erste Untereinrichtung, insbesondere diese erste und/oder diese zweite Untereinrichtung, ein Sendeelement, ein Sendeelement und ein Empfangselement, ein Empfangselement, oder ein Reflexionselement (14) aufweisen.
Werkzeugvorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese Position durch ein berührendes oder durch ein berührungsfreies Messverfahren gemessen wird.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Sendeelement zum Aussenden von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Licht, ausgebildet ist, und dass dieses Empfangselement zum Empfangen von elektromagnetischen Wellen, insbesondere Licht, ausgebildet ist.
Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass diese erste Untereinrichtung (16) ein bewegliches Tasterelement (18) aufweist, durch welches diese Position messbar ist.
Werkzeugvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine dieser Untereinrichtungen zumindest teilweise oder vollständig in einer Ausnehmung eines dieser Werkzeugelemente angeordnet ist.
Werkzeugvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese erste Untereinrichtung (16) mit diesem ersten Werkzeugelement (3) und diese zweite Untereinrichtung (17) mit diesem zweiten Werkzeugelement (17) verbunden ist.
Werkzeugvorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser wenigstens eine Bezugspunkt an einem dieser Werkzeugelemente oder nicht an einem dieser Werkzeugelemente oder an einer dieser Untereinrichtungen angeordnet ist.
Maschine mit Werkzeugen, die insbesondere mit einer Werkzeugvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgestattet ist.
Verfahren zum Einsatz einer Werkzeugvorrichtung, mit wenigstens einem ersten Werkzeugelement und einem zweiten Werkzeugelement, wobei wenigstens eines dieser Werkzeugelemente gegenüber einem anderen Werkzeugelement beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugvorrichtung (2) eine Positionsmesseinrichtung (1) aufweist, wobei mittels dieser Positionsmesseinrichtung (1) die Position wenigstens eines ersten Werkzeugelementes (3) bezüglich wenigstens eines ersten Bezugspunktes gemessen wird.
Verfahren zur Messung der Position nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass, insbesondere im Leerzustand, die Position gemessen wird und in einem Soll/Ist-Vergleich mit einer Referenzposition verglichen wird.
Verfahren zur Messung der Position nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Soll/Ist-Vergleich in ein Ausgabesignal umgesetzt wird, wobei dieses Ausgabesignal, abhängig vom Positionsmessergebnis wenigstens optisch oder akustisch ausgegeben oder als Befehl zur Beeinflussung des Maschinenbetriebs bereitgestellt wird.
Verfahren zur Messung der Position nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Ausgabesignal zum Justieren eines Werkzeugelements gegenüber wenigstens einem vorgegebenen Bezugspunkt verwendet wird.