DE102013218411A1

DE102013218411A1 - Werkzeugvoreinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE102013218411A1
Application number: DE201310218411
Authority: DE
Inventors: Markus Bäcker; Manfred Schwikowski
Original assignee: DMG MICROSET GmbH
Current assignee: Franz Haimer Maschinenbau KG
Priority date: 2013-09-13
Filing date: 2013-09-13
Publication date: 2015-03-19
Anticipated expiration: 2033-09-14
Also published as: DE102013218411B4; WO2015036486A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 1 zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges 6, insbesondere eines Werkzeuges 6 einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, aufweisend zumindest ein Messmittel 4 zum Vermessen eines Werkzeuges 6, zumindest eine Positioniereinrichtung 2 zum Verfahren des Messmittels 4 oder des Werkzeuges 6 auf eine vorbestimmte Relativposition des Messmittels 4 zu dem Werkzeug 6; zumindest ein Stellmittel 8, das an der Positioniereinrichtung 2 angeordnet ist und das dazu geeignet ist, das Messmittel 4 oder das Werkzeug 2 in einem manuellen Betriebsmodus der Vorrichtung 1 von Hand auf die vorbestimmte Relativposition zu verfahren, wobei das Stellmittel 8 berührungsempfindlich ist und der manuelle Betriebsmodus mittels Berührung des Stellmittels 8 aktivierbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges, insbesondere eines Werkzeuges für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine. Die Vorrichtung kann zumindest zwei Betriebsmodi, einen selbsttätigen und einen manuellen Modus, zum Positionieren eines Messmittels aufweisen. Das Umschalten zwischen den beiden Betriebsmodi erfolgt intuitiv mittels Berührung eines berührungsempfindlichen Stellmittels. Der Bediener der Vorrichtung muss keine gesonderten Arbeitsschritte vornehmen, um zwischen den Modi zu wechseln. Die Vorrichtung ist kompakter und weniger komplex aufgebaut, da beispielsweise keine zusätzlichen Schalter oder Schaltknöpfe vorgesehen sein müssen, die bei bekannten Vorrichtungen zum Umschalten zwischen den Betriebsmodi vorgesehen sind.
Im Stand der Technik sind Werkzeugvoreinstellvorrichtungen bekannt, die einen Betriebsmodus zum selbsttätigen und einen zum manuellen Positionieren eines Messmittels aufweisen. Im manuellen Modus wird ein Handkipphebel oder dgl. vom Bediener bewegt und die Bewegung des Hebels wird entweder mechanisch oder mittels elektrischer Signale in eine Bewegung einer Positioniereinrichtung umgesetzt, an der das Messmittel angeordnet ist. Einen solchen Aufbau beschreiben z.B. die EP 2 112 469 A1 , die DE 20 2009 001 517 U1 und die DE 20 2007 007 700 U1 . Bekannte Vorrichtungen weisen einen Schalter auf, der vom Bediener betätigt werden muss, wenn er zwischen den Betriebsmodi wechseln möchte. Im selbsttätigen Modus ist die manuelle Verstellbarkeit der Positioniereinrichtung blockiert. Die Hebelsperrung wird gelöst, wenn der Schalter betätigt wird. Nachteilig ist, dass der Schalter für jeden Wechsel zwischen den Betriebsmodi gesondert bedient werden muss und dass der Schalter zusätzlichen Bauraum notwendig macht. Die bekannten Vorrichtungen haben deshalb einen komplexen Aufbau. Ferner wird eine intuitivere Bedienung behindert.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges, insbesondere eines Werkzeuges für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, anzubieten, die intuitiver und mit weniger Aufwand bedienbar ist und die kompakter und weniger komplex aufgebaut ist.
Die Aufgabe wird von der Erfindung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Weitere bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges kann eine Vorrichtung sein, die zu einem Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine geeignet ist. Die Vorrichtung kann zumindest ein Messmittel zum, bevorzugt optischen, Erfassen bzw. Vermessen eines Werkzeuges haben. Ferner kann zumindest eine Positioniereinrichtung zum bevorzugt automatischen Verfahren des Messmittels oder des Werkzeuges auf eine vorbestimmte Relativposition des Messmittels zu dem Werkzeug vorgesehen sein. Es kann zumindest ein Stellmittel an der Positioniereinrichtung angeordnet sein. Das Stellmittel kann dazu geeignet sein, das Messmittel oder das Werkzeug in einem manuellen Betriebsmodus der Vorrichtung von Hand zu verfahren bzw. die Position des Messmittels/Werkzeuges einzustellen. Ferner kann das Stellmittel berührungsempfindlich sein. Der manuelle Betriebsmodus kann mittels einer Berührung des Stellmittels aktivierbar sein.
Das Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges erfolgt insbesondere im Rahmen einer Überprüfung eines Werkzeuges daraufhin, ob beispielsweise die Schneiden eines Fräskopfes noch eine vorbestimmte Form aufweisen. Das optische Erfassen bzw. Vermessen umfasst beispielsweise, dass eine Bildaufnahme von dem Werkzeug gemacht wird. Dazu kann das Messmittel als eine Kamera ausgeführt sein. Das Messmittel kann alternativ oder zusätzlich auch einen Emitter für elektromagnetische Strahlung und einen entsprechenden Sensor umfassen; beispielsweise kann der Emitter Laserlicht abstrahlen, das an dem Werkzeug reflektiert wird. Das reflektierte Licht kann von dem Sensor erfasst werden und kann dann im Hinblick darauf, ob z.B. die äußere Form des Werkzeuges einer vorgegebenen Form entspricht, ausgewertet werden.
Bevorzugt ist das Messmittel an der Positioniereinrichtung angeordnet, so dass eine Relativposition des Messmittels gegenüber einem ortsfesten Werkzeug änderbar ist. Das Werkzeug kann dann z.B. an einer ortsfesten Werkzeugaufnahme angeordnet sein, zu der das Messmittel mittels der Positioniereinrichtung relativ ausgerichtet wird. Der umgekehrte Fall ist auch möglich, d.h. das Messmittel kann ortsfest angeordnet sein und die Werkzeugaufnahme zusammen mit dem daran montierten Werkzeug kann mittels der Positioniereinrichtung verfahrbar gelagert sein.
Die vorbestimmte Relativposition zwischen dem Messmittel und dem Werkzeug ist bevorzugt die Position in einem dreidimensionalen (3-D) Bezugskoordinatensystem, an der das Erfassen des Werkzeuges mittels des Messmittels möglich ist. Wenn das Messmittel eine Kamera ist, könnte die vorbestimmte Relativposition diejenige sein, die sich z.B. in einem Fokuspunkt der Kamera befindet. Mit anderen Worten soll das Einstellen der vorbestimmten Relativposition des Messmittels zu einem Werkzeug insbesondere umfassen, dass das Messmittel und das zu vermessende Werkzeug derart zueinander ausgerichtet werden, dass das Werkzeug z.B. im optischen Bereich des Messmittels angeordnet ist und die Auswertung des Werkzeuges mittels des Messmittels möglich ist. Im manuellen Betriebsmodus kann ein Bediener der Vorrichtung beispielsweise die vorbestimmte Relativposition bzw. die entsprechenden Koordinaten oder eine sonstige Position dadurch ansteuern, dass er das Stellmittel z.B. mit der Hand greift und die Positioniereinrichtung mittels Krafteinwirkung auf das Stellmittel in eine gewünschte Richtung bewegt bis das Werkzeug und das Messmittel zueinander ausgerichtet sind bzw. das Messmittel oder das Werkzeug an der vorbestimmten Relativposition angeordnet ist.
Die Bedienung des Stellmittels von Hand bzw. das manuelle Verfahren/Bewegen der Positioniereinrichtung mittels des Stellmittels ist bevorzugt in dem manuellen Modus möglich. In anderen Betriebsmodi der Vorrichtung kann ein manuelles Verfahren der Positioniereinrichtung bzw. des Messmittels blockiert sein. Die Blockierung verhindert, dass der Bediener beispielsweise während eines selbsttätigen Verfahrens der Positioniereinrichtung störend in den selbsttätigen Positionierungsvorgang eingreift.
„Berührungsempfindlich“ soll auch „annäherungsempfindlich“ miteinschließen und insbesondere bedeuten, dass das Stellmittel bei einer Berührung und/oder bei einer Annäherung an das Stellmittel durch einen Bediener der Vorrichtung einen vorbestimmten Vorgang auslöst. Der vorbestimmte Vorgang kann z.B. das Abgeben eines elektrischen Signals umfassen. „Annäherungsempfindlich“ soll bedeuten, dass das Stellmittel den oben beschriebenen vorgebestimmten Vorgang auslöst, wenn sich der Bediener dem Stellmittel bis auf eine vorbestimmte Distanz annähert. Beispielsweise kann das Stellmittel ein elektrisches Signal abgeben, wenn die Hand eines Bedieners bis auf wenige Millimeter an das Stellmittel herangeführt wurde.
Berührungsempfindlich schließt ferner mit ein, dass der oben beschriebene Vorgang auch erfolgt, wenn der Bediener das Stellmittel z.B. mit einer behandschuhten Hand berührt.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, dass die Vorrichtung automatisch erkennen kann, wann der Bediener die Positioniereinrichtung manuell verfahren möchte, z.B. zur Grobjustierung der Relativposition des Messmittels. Die Erkennung erfolgt dadurch, dass der Bediener einfach und ohne Aufwand das berührungsempfindliche Stellmittel greift bzw. sich diesem annähert, so dass ein (bevorzugt elektrisches) Signal ausgelöst wird, dass die Vorrichtung veranlasst, einen manuellen Betriebsmodus freizuschalten. Sowie der Bediener das Stellmittel loslässt, kann die Vorrichtung automatisch in einen anderen Betriebsmodus, z.B. einen Automatik-Modus, schalten. Der Bediener muss sich somit nicht um die Auswahl und Aktivierung/Deaktivierung der Betriebsmodi der Vorrichtung kümmern. Dies erlaubt eine sehr intuitive Bedienung der Vorrichtung. Ferner kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einen entsprechenden Auswahlschalter verzichten, der zum Schalten/Wechseln zwischen den Modi bei bekannten Einstellvorrichtungen Verwendung findet. Das Weglassen des Schalters reduziert die Komplexität der erfindungsgemäßen Vorrichtung und deren Baugröße.
Ferner kann die Vorrichtung zumindest eine Steuereinrichtung mit einer Vielzahl Betriebsmodi (der Vorrichtung) aufweisen. Die Betriebsmodi können zumindest den manuellen Modus und einen Automatik-Modus zur automatischen Einstellung der Relativposition des Messmittels umfassen. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Automatik-Modus zu aktivieren und den manuellen Modus zu deaktivieren, bevorzugt wenn das Stellmittel nicht berührt wird und/oder ein Bediener sich außerhalb einer vorbestimmten Distanz zu dem Stellmittel befindet. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den manuellen Modus zu aktivieren und den Automatik-Modus zu deaktivieren, bevorzugt wenn das Stellmittel berührt wird und/oder ein Bediener sich dem Stellmittel auf eine vorbestimmte Distanz annähert. Die Vorrichtung bietet dem Bediener somit vorteilhaft zumindest zwei Bedienoptionen/Betriebsmodi, die der Bediener frei und intuitiv auswählen und aktivieren kann.
Die Steuereinrichtung kann ein Prozessor bzw. ein Controller sein, der innerhalb der Vorrichtung angeordnet sein kann oder der innerhalb eines Steuercomputers, der mit der Vorrichtung verbunden sein kann, angeordnet sein kann. Die Steuereinrichtung kann vordefinierte Betriebsmodi aktivieren und deaktivieren. Ein Betriebsmodus kann der oben beschriebene manuelle Modus sein, der das Verfahren der Positioniereinrichtung von Hand zulässt. Ferner kann ein Automatik-Modus vorhanden sein, in dem Steuerbefehle zum selbsttätigen Verfahren der Positioniereinrichtung von der Steuereinrichtung an beispielsweise Elektromotoren der Vorrichtung gesendet werden, die die Positioniereinrichtung den Steuerbefehlen folgend verfahren.
Weitere Betriebsmodi sind möglich, beispielsweise solche, bei denen manuell mittels des Stellmittels eingegebene Bewegungen in Steuersignale für das Verfahren des Messmittels umgewandelt werden. Beispielsweise können dazu Kraftsensoren mit dem Stellmittel verbunden sein, die die Richtung und Größe einer Kraft, die der Bediener auf das Stellmittel manuell aufbringt, in Steuersignale umwandeln.
Das Anbieten von zumindest zwei Betriebsmodi ermöglicht, dass der Bediener mit einer hohen Flexibilität die Vorrichtung bedienen kann, wobei das Umschalten zwischen den Modi vorteilhaft nicht vom Bediener durch zusätzliche Arbeitsschritte/Bedienschritte ausgelöst wird, sondern von der Vorrichtung automatisch durchgeführt wird.
Ferner kann das Stellmittel ein kapazitiver Griff sein. Bevorzugt ist die Oberfläche des Griffes bzw. Hebels elektrisch kapazitiv, so dass die Annäherung durch ein Objekt oder das Berühren der Oberfläche bevorzugt eine Aufladedauer beeinflusst und/oder ein elektrisches Schaltsignal auslöst. Dies ermöglicht eine technische weniger komplexe Umsetzung eines berührungsempfindlichen Stellmittels. Andere Möglichkeiten, das Stellmittel berührungsempfindlich auszugestalten sind, dass beispielsweise die Oberfläche des Stellmittels resistiv oder induktiv ausgeführt ist, so dass eine Berührung oder Annäherung des Stellmittels ebenfalls zum Ausgeben eines Signals führt. Vorteilhaft ist auch eine optische Ausführung der Berührungsempfindlichkeit, die insbesondere im Hinblick auf eine mögliche Bedienung des Stellmittels mittels Handschuhen bevorzugt ist.
Ferner kann die Positioniereinrichtung zumindest ein Positioniermittel aufweisen, an dem das zumindest eine Messmittel angeordnet sein kann. Ferner kann eine Relativposition des Messmittels zu einem Werkzeug mittels Verfahren des Positioniermittels einstellbar sein. Die Positioniereinrichtung kann ferner zumindest ein erstes und ein zweites Positioniermittel aufweisen. Das erste Positioniermittel kann entlang einer ersten Linearachse und das zweite Positioniermittel kann entlang einer zweiten Linearachse verfahrbar sein. Die Linearachsen können zumindest ein 2-D-Bezugskoordinatensystem, z.B. x-Achse und y-Achse, aufspannen. Die Aufteilung der Verfahrfreiheitsgrade auf ein erstes und ein zweites Positionierungsmittel erlaubt, dass die vorbestimmte Relativposition sehr schnell und präzise anfahren kann.
Die Vorrichtung kann Sperrelemente aufweisen, die dazu geeignet sein können, in einem aktivierten Zustand eine Bewegung des zumindest einen Positioniermittels mittels des Stellelementes zu blockieren. Die Sperrelemente können im Automatik-Modus aktiviert sein. Die Sperrelemente können in dem manuellen Modus deaktiviert sein. Die Sperrelemente sind bevorzugt pneumatische oder hydraulische Ventile, die eine Bewegung einer Verfahrachse mechanisch verhindern, so dass eine Bewegung der Positioniereinrichtung in Richtung der Verfahrachse mittels des Stellmittels nicht möglich ist. Gleichzeitig sperren die Sperrmittel bevorzugt nicht ein automatisches Verfahren der Positioniereinrichtung und/oder der Positioniermittel entlang der blockierten Achse. Die Sperrmittel können auch elektrische Mittel sein, z.B. ein Elektromagnet, die die manuelle Betätigung blockieren. Wenn die Positioniermittel beispielsweise Verfahrachsen/Spindeln aufweisen, die mittels eines Elektromotors verfahren werden, so kann im Automatik-Modus z.B. eine elektrische Ansteuerung des Elektromotors durch Steuerbefehle der Steuereinrichtung freigeschaltet sein, während eine manuelle Bewegung der Verfahrachsen mittels des Stellmittels mechanisch, elektrisch oder magnetisch mittels der Sperrelemente blockiert bzw. entkoppelt wird.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, das Messmittel im Automatik-Modus selbsttätig in eine vorbestimmte Relativposition zu verfahren. Ferner kann die der Automatik-Modus oder ein weiterer Halbautomatik-Modus erlauben, dass ein Bediener elektrische Steuersignale z.B. mittels eines Steuercomputers eingibt, die ein automatisches Verfahren der Positioniereinrichtung veranlassen/steuern. Dazu kann beispielsweise eine Steuersoftware vorhanden sein, in die die anzufahrende vorbestimmte Relativposition eingegeben wird, so dass die Positioniereinrichtung und/oder die Positionierungsmittel mittels beispielsweise Elektromotoren in diese Position verfahren werden kann. Ferner kann die Steuereinrichtung auch vorteilhaft mittels Sensorsignalen und/oder Kameras selbsttätig die Position des Messmittels und des Werkzeuges bestimmten und daraus die vorbestimmte Position errechnen und anfahren. Dies erlaubt vorteilhaft, dass die Vorrichtung vollautomatisch die Vermessung des Werkzeuges vornehmen kann.
Ferner kann die Vorrichtung zumindest ein Schaltelement aufweisen, das dazu geeignet sein kann, mit einem elektrischen (Schalt-)Signal beaufschlagt zu werden. Ferner kann das Schaltelement dazu geeignet sein, ein elektrisches Signal an das zumindest eine Sperrmittel zu leiten, um das Sperrmittel zu aktivieren oder zu deaktivieren. Das Schaltelement kann beispielsweise eine logische Schaltung mit z.B. einem oder mehreren Transistoren sein. Das elektrische Schaltsignal kann vorteilhaft automatisch an die Sperrmittel weitergeleitet werden, wo es eine Aktivierung oder Deaktivierung der Sperrmittel auslöst.
Ferner kann die Vorrichtung eine Vielzahl Messmittel und/oder zumindest ein Sensorelement aufweisen. Das Sensorelement kann dazu geeignet sein, Umgebungsparameter der Vorrichtung zu erfassen. Mehrere Messmittel können die Auswertung des Werkzeuges weiter vereinfachen und verbessern, da in kürzerer Zeit mehr Informationen über einen Verschleißzustand des Werkzeuges erfasst werden können.
Die Sensorelemente erlauben ferner das automatische Erfassen verschiedener Umgebungsparameter wie Temperatur, Luftdruck und Luftfeuchte, sowie Verschmutzungswerte, z.B. ein Partikelgehalt der Luft. Die erfassten Parameter können vorteilhaft dazu verwendet werden, die Vorrichtung automatisch entsprechend zu kalibrieren und auf die Umgebungsbedingungen anzupassen. Beispielsweise kann dadurch die Berührungsempfindlichkeit des Stellelementes vorteilhaft geregelt werden, z.B. indem das elektrische Feld des kapazitiven Stellelementes auf z.B. die Luftfeuchte angepasst wird.
Das zumindest eine Positioniermittel kann elektrisch von dem Stellmittel isoliert sein. Dies verhindert vorteilhaft, dass elektrische Spannungen bzw. Ströme an dem Messmittel anliegen. Ferner lässt sich dadurch die Berührungsempfindlichkeit des Stellmittels sehr genau und feinfühlig einstellen, da keine ungewollten Spannungsabfälle auftreten.
Ferner kann die Vorrichtung eine Vielzahl Sperrmittel haben, die jeweils einzeln oder zusammen aktivierbar und/oder deaktivierbar sein können. Jedem Positioniermittel kann zumindest ein Sperrmittel zugeordnet sein, und der manuelle Modus kann derart einstellbar sein, dass nur vorbestimmte Sperrmittel deaktivierbar sein können. Dadurch kann ermöglicht werden, dass der Bediener z.B. mittels einer Steuersoftware voreinstellt, dass im manuellen Modus nur eine von z.B. drei Verfahrachsen aktiviert wird. Somit kann z.B. realisiert werden, dass zunächst im Automatik-Modus die vorbestimmte Relativposition in z.B. einer x-Richtung selbsttätig angefahren wird und der Bediener danach z.B. die Position in der y-Richtung von Hand einstellt.
Zusammenfassend ermöglicht die Erfindung somit, dass eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges, insbesondere eines Werkzeuges für eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, bereitgestellt wird, die intuitiver und mit weniger Aufwand bedienbar ist und die kompakter und weniger komplex aufgebaut ist.
Die Erfindung wird im Folgenden exemplarisch mit Bezug auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen beschrieben. Es zeigen
1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Perspektive.
Im Folgenden werden verschiedene Beispiele und Aspekte der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren werden hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Ausführungsmerkmale begrenzt, sondern umfasst weiterhin Modifikationen von Merkmalen der beschriebenen Beispiele und Kombination von Merkmalen verschiedener Beispiele im Rahmen des Schutzumfangs der unabhängigen Ansprüche.
1 zeigt eine Vorrichtung 1 zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges 6 mit einer Positioniereinrichtung 2, die ein erstes Positioniermittel 3 und ein zweites Positioniermittel 5 aufweist. Das erste Positioniermittel 3 ist säulenförmig ausgebildet und entlang der dargestellten x-Achse relativ zu dem Tisch bzw. einem Basiselement 10 der Vorrichtung verfahrbar. An dem ersten Positioniermittel 3 ist das zweite Positioniermittel 3 angeordnet, das innerhalb des ersten Positioniermittels 3 gelagert ist und entlang eines Spaltes 9 in dem ersten Positioniermittel 3 in der gezeigten y-Achse linear verfahrbar ist.
Das zweite Positioniermittel 5 weist drei Arme 5a, 5b, 5c auf. Zwei Arme sind entlang einer parallel zur x-Achse verlaufenden Ebene ausgerichtet und derart angeordnet, dass zwischen dem ersten und zweiten Arm 5a, 5b eine U-förmige Ausnehmung 5d gebildet ist. Die U-förmige Ausnehmung 5d hat den Vorteil, dass darin das zu vermessende Werkzeug 6 angeordnet werden kann, so dass der erste und zweite Arm 5a, 5b das Werkzeug 6 zumindest teilweise umschließen. Dies ermöglicht aufgrund eines optimalen optischen Zugangs zu dem Werkzeug 6 eine sehr genaue optische Erfassung bzw. Vermessung des Werkzeuges 6. Zumindest einer der beiden Arme 5a, 5b weist in einem Endbereich ein Messmittel 4 auf, das bevorzugt eine Kamera ist, die Bildaufnahmen des Werkzeuges 6 machen kann und an die Steuereinrichtung und/oder einen Computer zur Auswertung weiterleiten kann. Weiterhin kann auch an beiden Armen 5a, 5b jeweils ein Messmittel 4 vorgesehen sein, um die Genauigkeit der Erfassung des Werkzeuges 6 zu erhöhen.
Ein Stellmittel 8, das in der 1 als Griff gezeigt ist, ist mit der Positioniereinrichtung 2 verbunden. In der Figur ist gezeigt, dass das Stellmittel 8 an dem zweiten Positioniermittel 5 angeordnet ist, so dass eine Kraftausübung auf das Stellmittel 8 in eine y-Richtung ein Verfahren des zweiten Positioniermittels 5 entlang der y-Achse bewirkt. Eine Kraftausübung auf das Stellmittel 8 in die x-Richtung bewirkt ferner ein Verfahren des ersten Positioniermittels 3 entlang der x-Achse. Erfindungsgemäß ist das Stellmittel 8 berührungsempfindlich, bevorzugt technisch dadurch umgesetzt, dass das Stellmittel 8 eine kapazitive Oberfläche aufweist, die ein elektrisches Signal bei einer Berührung oder einer Annäherung ausgibt. Das elektrische Signal bewirkt, dass die Vorrichtung bzw. die Steuereinrichtung der Vorrichtung veranlasst, dass ein manueller Betriebsmodus freigeschaltet/aktiviert wird. Mit anderen Worten bedeutet das, dass die Vorrichtung automatisch erkennt, wann in einen manuellen Modus umzuschalten ist.
In dem manuellen Modus ist es möglich, dass die Positionierungsmittel 3, 5 mittels einer Kraftausübung eines Bediener auf das Stellmittel 8 verfahren werden können. Sowie der Bediener das Stellmittel 8 nicht mehr berührt, wird dies von dem kapazitiven Stellmittel 8 erkannt und ein erneutes elektrisches Signal lässt die Vorrichtung automatisch in einen anderen Betriebsmodus, beispielsweise in einen Automatik-Modus schalten. Der Automatik-Modus oder auch geklemmter bzw. gesicherter Modus ermöglicht insbesondere, dass das Verfahren der Positioniermittel 3, 5 von der Steuereinrichtung oder einem sonstigen Controller oder Computer automatisch gesteuert wird, so dass die Vorrichtung selbsttätig eine vorbestimmte Relativposition zwischen dem Werkzeug 6 und dem Messmittel 4 anfahren kann. Die manuelle Positionierung der Positionierungsmittel 3, 5 in dem manuellen Betriebsmodus ist insbesondere vorteilhaft, wenn eine Grobpositionierung vorgenommen werden soll.
Eine mögliche Ausführung des nicht gezeigten inneren Aufbaus der Positioniereinrichtung 2 ist beispielsweise, dass die Positionierungsmittel 3, 5 mittels Spindeln und zumindest einem Elektromotor verfahrbar ausgeführt sind. Im Automatik-Modus können die Elektromotoren elektrische Steuersignale von der Steuereinrichtung empfangen, die ein Verfahren der Positionierungsmittel 3, 5 auslösen. Im manuellen Modus kann eine Entkopplung der Spindeln von den Elektromotoren, z.B. mechanisch oder elektrisch, ausgeführt sein, so dass ein Verfahren der Positionierungsmittel 3, 5 von Hand mittels Bedienung des Stellmittels 8 ermöglicht wird. Die Entkopplung oder eine Sperrung des manuellen Verfahrens kann mittels nicht gezeigter Sperrmittel, z.B. pneumatischer oder hydraulischer Ventile oder elektrischer bzw. elektromagnetischer Elemente, erfolgen. Beispielsweise kann die manuelle Verfahrbarkeit mittels der Ventile mechanisch blockiert werden, während eine elektrische Ansteuerung mittels der Steuereinrichtung weiterhin möglich ist. Das elektrische Signal, das von dem Stellmittel 8 bei einer Berührung ausgelöst wird, kann an ein Schaltelement geleitet werden, dass das Aktivieren/Deaktivieren des zumindest einen Sperrmittels verursacht.
Das oben Beschriebene erlaubt, dass ein selbsttätiges Verfahren der Positioniereinrichtung 2 im Automatik-Modus möglich ist, ohne dass beispielsweise ein Bediener in den selbsttätigen Positionierungsvorgang störend von Hand eingreifen kann. Andererseits erlaubt die Vorrichtung ein automatisches Umschalten von dem Automatik-Modus in den manuellen Modus, wenn der Bediener das Stellmittel 8 berührt oder sich diesem annähert. Sollte der Bediener z.B. während des selbsttätigen Verfahrens einen Fehler oder dgl. feststellen, so könnte er durch schnelles und wenig aufwendiges Ergreifen des Stellmittels den Automatik-Modus stoppen und in den manuellen Modus zur Korrektur des Fehlers wechseln. Auch die sonstige Bedienung der Vorrichtung im Hinblick auf einen Wechsel von einem Automatik-Modus in einen manuellen Modus ist sehr intuitiv, da der Bediener keinen Schalter oder dgl. betätigen muss, wenn der Betriebsmodus gewechselt werden soll. Die Bedienung des Stellmittels 8 ist vorteilhaft sogar mit behandschuhten Händen möglich.
Ein weiterer Aspekt der Vorrichtung 1 ist, dass die Sperrmittel auch eine einzelne Verfahrachse für das manuelle Verfahren der Positioniereinrichtung 2 freigeben oder blockieren können. So kann z.B. mittels einer Software oder dgl. voreinstellbar sein, dass im manuelle Betriebsmodus nur die x-Achse für eine manuelle Betätigung freigegeben wird, während die Sperrmittel z.B. der y- und z-Achse weiterhin eine manuelle Verfahrbarkeit blockieren. Die Auswahl der freizugebenenden Achsen oder Positionierungsmittel 3, 5 ist von einem Bediener frei einstellbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt kann die Vorrichtung 1 nicht gezeigte Sensoren aufweisen, die Umgebungsparameter der Vorrichtung 1 erfassen. So können beispielsweise die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit und/oder der Luftdruck oder die Verschmutzung erfasst werden. Die Steuereinrichtung kann ferner derart eingerichtet sein, dass die Sensormesswerte verarbeitet werden und die Vorrichtung 1 automatisch entsprechend der Messwerte kalibriert wird. Die Kalibrierung kann beispielsweise die Einstellung eines elektrischen Feldes des Stellmittels 8 umfassen, wenn das Stellmittel 8 als kapazitiver Griff ausgeführt ist, so dass z.B. eine Anpassung der Berührungsempfindlichkeit des Stellmittels 8 auf einen veränderten Luftfeuchtigkeitswert oder dgl. vorgenommen werden kann.
Ferner zeigt die 1, dass das zweite Positionierungsmittel 5 einen dritten Arm 5c aufweisen kann. Der dritte Arm 5c ragt nach oben aus der Ebene, in der der erste und zweite Arm 5a, 5b angeordnet sind, heraus. Der dritte Arm 5c kann ein nach unten ausgerichtetes Messmittel 4 aufweisen, das die Auswertung des Werkzeuges 6 aus einer Draufsicht ermöglicht. Dies erhöht die Präzision der Werkzeugerfassung und -einstellung.
Die 1 zeigt zudem, dass das Werkzeug 6 in einer ortsfesten Werkzeugaufnahme 7 angeordnet ist. Umgekehrt kann jedoch auch die Werkzeugaufnahme 7 und das Werkzeug 6 an der Positioniereinrichtung 2 und das Messmittel 4 ortsfest angeordnet sein. Ein Werkzeugreservoir 11 ist weiterhin dargestellt, das ein Lagern der zu bearbeitenden oder der bereits bearbeiteten Werkezeuge 6 erlaubt.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass die Vorrichtung gemäß der Erfindung besonders intuitiv bedienbar ist und gleichzeitig weniger komplex und kompakter aufgebaut ist.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Positioniereinrichtung
3: erstes Positioniermittel
4: Messmittel
5: zweites Positioniermittel
5a: erster Arm
5b: zweiter Arm
5c: dritter Arm
5d: u-förmige Ausnehmung
6: Werkzeug
7: Werkzeugaufnahme
8: Griff/Hebel/Stellmittel
9: Verfahrspalt
10: Tisch
11: Werkzeugreservoir

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2112469 A1 [0002]
DE 202009001517 U1 [0002]
DE 202007007700 U1 [0002]

Claims

Eine Vorrichtung zum Vermessen und/oder Einstellen eines Werkzeuges, insbesondere eines Werkzeuges einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine, aufweisend – zumindest ein Messmittel (4) zum Vermessen eines Werkzeuges (6); – zumindest eine Positioniereinrichtung (2) zum automatischen Verfahren des Messmittels (4) oder des Werkzeuges (6) auf eine vorbestimmte Relativposition des Messmittels (4) zu dem Werkzeug (6); – zumindest ein Stellmittel (8), das an der Positioniereinrichtung (2) angeordnet ist und das dazu geeignet ist, das Messmittel (4) oder das Werkzeug (6) in einem manuellen Betriebsmodus der Vorrichtung von Hand zu verfahren, gekennzeichnet dadurch, dass das Stellmittel (8) berührungsempfindlich ist und der manuelle Betriebsmodus mittels Berührung des Stellmittels (8) aktivierbar ist.
Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass das Messmittel (4) an der Positioniereinrichtung (2) angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung (1) zumindest eine Steuereinrichtung mit einer Vielzahl Betriebsmodi der Vorrichtung (1) aufweist, und die Betriebsmodi zumindest den manuellen Modus und einen Automatik-Modus zur selbsttätigen Einstellung der vorbestimmten Relativposition des Messmittels (4) umfassen, wobei die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Automatik-Modus zu aktivieren und den manuellen Modus zu deaktivieren, wenn das Stellmittel (8) nicht berührt wird und/oder ein Bediener sich außerhalb einer vorbestimmten Distanz zu dem Stellmittel (8) befindet; und die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den manuellen Modus zu aktivieren und den Automatik-Modus zu deaktivieren, wenn das Stellmittel (8) berührt wird und/oder ein Bediener sich dem Stellmittel (8) auf eine vorbestimmte Distanz annähert.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das Stellmittel (8) ein kapazitiver Griff ist.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Positioniereinrichtung (2) zumindest ein Positioniermittel (3, 5) aufweist, an dem das zumindest eine Messmittel (4) angeordnet ist, wobei eine Relativposition des Messmittels (4) zu einem Werkzeug (6) mittels Verfahren des Positioniermittels (3, 5) einstellbar ist.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Positioniereinrichtung (2) zumindest ein erstes und ein zweites Positioniermittel (3, 5) aufweist, und das erste Positioniermittel (3) entlang einer ersten Linearachse und das zweite Positioniermittel (5) entlang einer zweiten Linearachse verfahrbar ist, wobei die Linearachsen zumindest ein 2-D-Bezugskoordinatensystem aufspannen.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung (1) Sperrelemente aufweist, die dazu geeignet sind, in einem aktivierten Zustand eine Bewegung des zumindest einen Positioniermittels (3, 5) mittels des Stellelementes zu blockieren, wobei die Sperrelemente im Automatik-Modus aktiviert sind, und die Sperrelemente in dem manuellen Modus deaktiviert sind.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, das Messmittel (4) im Automatik-Modus selbsttätig auf die vorbestimmte Relativposition zu verfahren.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung zumindest ein Schaltelement aufweist, das dazu geeignet ist, bei einer Annäherung an das Stellmittel (8) oder bei einer Berührung des Stellmittels (8) mit einem elektrischen Signal beaufschlagt zu werden, und das weiter dazu geeignet ist, ein elektrisches Signal an das zumindest eine Sperrmittel zu senden, um das Sperrmittel zu aktivieren oder zu deaktivieren.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung eine Vielzahl Messmittel (4) und zumindest ein Sensorelement aufweist, wobei das Sensorelement dazu geeignet ist, Umgebungsparameter der Vorrichtung zu erfassen.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass das zumindest eine Positioniermittel (3, 5) von dem Stellmittel elektrisch isoliert angeordnet ist.
Vorrichtung gemäß einem der voranstehenden Patentansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass eine Vielzahl Sperrmittel vorgesehen sind, die jeweils einzeln oder zusammen aktivierbar und/oder deaktivierbar sind, wobei jedem Positioniermittel (3, 5) zumindest ein Sperrmittel zugeordnet ist, und der manuelle Modus derart einstellbar ist, dass nur vorbestimmte Sperrmittel deaktivierbar sind.