DE102018118890A1 - Device and method for monitoring objects, in particular tools on machine tools and / or for mechanically scanning objects, in particular tools or workpieces, and a computer program for operating such a device and / or for executing such a method - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Gegenständen (22), insbesondere von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen (22), mit einer Vorrichtung (10), wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:- Definieren eines Toleranzbereichs (T) mittels der Steuereinheit (20), der sich ausgehend von der Prüfstellung mit demselben Maß zur Ruhestellung hin und von der Ruhestellung weg um die Prüfstellung erstreckt, und- Definieren einer im Toleranzbereich (T) geltenden ersten Anhaltebedingung (C1) und einer außerhalb des Toleranzbereichs (T) geltenden zweiten Anhaltebedingung (C2) für die Tastnadel (18) mittels der Steuereinheit (20), bei deren Erfüllung die Präsenz eines Gegenstands (22) angenommen wird, wobei- die erste Anhaltebedingung (C1) leichter erfüllbar ist als die zweite Anhaltebedingung (C2),- für den Fall, dass die Präsenz eines Gegenstands (22) im Toleranzbereich (T) angenommen wird, Erzeugen eines Gegenstandsfeststellungssignal mittels der Steuereinheit (20), und- für den Fall, dass keine Präsenz eines Gegenstands (22) im Toleranzbereichs (T) angenommen wird, Erzeugen eines Fehlersignals mittels der Steuereinheit (20).Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, mit welcher das Verfahren ausgeführt werden kann, sowie ein Computerprogramm zum Ausführen des Verfahrens und/oder zum Betreiben dieser Vorrichtung.The invention relates to a method for monitoring objects (22), in particular tools on machine tools and / or for mechanically scanning objects (22), with a device (10), the method comprising the following steps: - Defining a tolerance range ( T) by means of the control unit (20), which extends from the test position with the same dimension towards the rest position and away from the rest position around the test position, and - defining a first stopping condition (C1) valid within the tolerance range (T) and one outside the Tolerance range (T) of the second stopping condition (C2) for the stylus (18) by means of the control unit (20), when fulfilled the presence of an object (22) is assumed, the first stopping condition (C1) being easier to meet than the second Stop condition (C2), - in the event that the presence of an object (22) in the tolerance range (T) is assumed, generating a Ge Object detection signal by means of the control unit (20), and - in the event that no presence of an object (22) in the tolerance range (T) is assumed, generation of an error signal by means of the control unit (20). The invention further relates to a device with which the Method can be carried out, as well as a computer program for executing the method and / or for operating this device.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen, insbesondere von Werkstücken oder Werkzeugen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung, die zum Ausführen eines derartigen Verfahrens eingerichtet ist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm zum Ausführen eines derartigen Verfahrens und/oder zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a method for monitoring objects, in particular tools on machine tools and / or for mechanically scanning objects, in particular workpieces or tools. Furthermore, the present invention relates to a device which is set up to carry out such a method. Furthermore, the invention relates to a computer program for executing such a method and / or for operating such a device.
Der Einsatz vollautomatischer Produktionsanlagen mit kurzen Taktraten erfordert eine durchgängige Qualitätssicherung und somit eine Kontrolle aller Fertigungsschritte. Um beispielsweise defekte oder gebrochene Werkzeuge, fehlerhaft eingeführte oder ausgeworfene Werkstücke, oder verschlissene Werkzeuge erkennen zu können, und um Ausschluss und Folgeschäden an den betreffenden Arbeitsmaschinen zu vermeiden, werden dabei häufig taktile Messungen mittels einer Tastnadel durchgeführt, mit welcher die entsprechenden Werkzeuge und/oder Werkstücke abgetastet werden. Eine solche Tastnadel kann beispielsweise mittels einer Antriebseinrichtung, welche üblicherweise einen Elektromotor umfasst, aus einer Ruhestellung in eine vorgebbare Winkelposition (Prüfstellung) und wieder zurück bewegt und insbesondere verschwenkt werden. Die Präsenz eines Gegenstands wird dann angenommen, wenn eine Anhaltebedingung erfüllt ist. Bei Kontakt der Tastnadel mit dem Gegenstand wirkt ein Widerstand auf die Tastnadel, der die Tastnadel abbremst. Die Anhaltebedingung kann beispielsweise dann erfüllt sein, wenn die Tastnadel für eine bestimmte Zeitdauer aufgrund des Kontakts mit dem Werkzeug angehalten wird, also die Geschwindigkeit der Tastnadel gleich null ist. Sobald die Anhaltebedingung erfüllt ist, wird die Tastnadel wieder zurück in die Ruhestellung bewegt.The use of fully automated production systems with short cycle rates requires continuous quality assurance and thus control of all production steps. In order to be able to identify defective or broken tools, incorrectly inserted or ejected workpieces, or worn tools, and to avoid exclusion and consequential damage to the machine in question, tactile measurements are often carried out using a stylus with which the appropriate tools and / or Workpieces are scanned. Such a stylus can be moved and in particular pivoted, for example by means of a drive device, which usually comprises an electric motor, from a rest position to a predeterminable angular position (test position) and back again. The presence of an object is assumed when a stopping condition is met. When the stylus comes into contact with the object, a resistance acts on the stylus, which brakes the stylus. The stopping condition can be met, for example, when the stylus is stopped for a certain period of time due to contact with the tool, that is, the speed of the stylus is zero. As soon as the stopping condition is fulfilled, the stylus is moved back into the rest position.
Eine Vorrichtung zum Überwachen von Werkzeugen oder Werkstücken mit einer elektrischen Antriebseinrichtung und einer Tastnadel, die mittels der elektrischen Antriebseinrichtung um eine Drehachse zwischen einer Ruhestellung und einer Prüfstellung drehbar ist, wird beispielsweise in der Offenlegungsschrift
Ertastet die Tastennadel in der Prüfstellung einen Gegenstand, insbesondere ein Werkzeug oder ein Werkstück, so erzeugt die Antriebseinrichtung ein entsprechendes Signal (Gegenstandsfeststellungssignal), andernfalls wird festgestellt, dass der betreffende Gegenstand nicht vorhanden ist oder nicht richtig positioniert ist. Die Prüfstellung stellt somit die Stellung dar, in welcher im Idealfall ein Kontakt der Tastnadel mit dem Gegenstand erwartet wird. Das Werkzeug nimmt in diesem Fall die Idealposition ein. Befindet sich beispielsweise das Werkzeug in der Idealposition, registriert die Tastnadel in der Prüfstellung aufgrund des Kontakts mit dem Werkzeug einen bestimmten Widerstand, der darauf hindeutet, dass zum einen das Werkzeug vorhanden ist und zum anderen, dass sich das Werkzeug in der Idealposition befindet. Das in diesem Fall generierte Gegenstandsfeststellungssignal ist daher eine „Okay-Meldung“. Alternativ kann gar kein Signal generiert werden. In beiden Fällen wird der vorgesehene Bearbeitungsablauf unverändert fortgesetzt.If the key needle feels an object, in particular a tool or a workpiece, in the test position, the drive device generates a corresponding signal (object detection signal), otherwise it is determined that the object in question is not present or is not correctly positioned. The test position thus represents the position in which ideally contact of the stylus with the object is expected. In this case, the tool takes up the ideal position. For example, if the tool is in the ideal position, the stylus in the test position registers a certain resistance due to the contact with the tool, which indicates that the tool is present on the one hand and that the tool is in the ideal position on the other. The object detection signal generated in this case is therefore an “OK message”. Alternatively, no signal can be generated at all. In both cases, the intended processing sequence is continued unchanged.
Es ist heutzutage keine Schwierigkeit, die Position eines Gegenstands auf die oben beschriebene Weise auf wenige Zehntelmillimeter genau zu bestimmen. Während des Betriebs des Werkzeugs und bei Werkzeugwechseln kann es aber zu einer Änderung der Position des Werkzeugs kommen, so dass das Werkzeug nicht mehr die Idealposition einnimmt. Gewisse Abweichungen von der Idealposition können aber durchaus toleriert werden, ohne dass es zu Einbußen in der Präzision der mit dem Werkzeug bearbeiteten Werkstücke kommt. Es ist daher aus der
Wird in der Prüfstellung oder innerhalb des Toleranzbereichs kein Widerstand oder der Widerstand bereits vor Erreichen der Prüfstellung oder des Toleranzbereichs registriert, so wird ein Fehlersignal generiert, die beispielsweise ein akustisches und/oder optisches Warnsignal auslöst und/oder das Werkzeug deaktiviert sowie der weitere Bearbeitungsablauf unterbrochen.If no resistance or the resistance is registered in the test position or within the tolerance range before the test position or the tolerance range has been reached, an error signal is generated which, for example, triggers an acoustic and / or visual warning signal and / or deactivates the tool and interrupts the further machining process ,
Wie erwähnt, werden derartige Vorrichtungen überwiegend dazu eingesetzt, die Präsenz eines Werkzeugs zu prüfen. In vielen Fällen sind die Werkzeuge zerbrechlich, beispielsweise dann, wenn die Werkzeuge als diamantbeschichtete Bohrer ausgestaltet sind. Daher dürfen beim Kontakt zwischen der Tastnadel und dem Werkzeug nur geringe, das Werkzeug nicht schädigende Kräfte wirken. Dies hat zur Folge, dass die oben erwähnte Anhaltebedingung relativ leicht erfüllt wird. Infolgedessen können äußere Einflüsse wie tropfende Kühlmittel oder Luftströmungen, die beim Ausblasen des Werkzeughalters beim Werkzeugwechsel entstehen, bereits dazu führen, dass die Vorrichtung fälschlicherweise die Präsenz eines Gegenstands annimmt. Wird die Präsenz des Gegenstands außerhalb des Toleranzbereichs angenommen, wird wie erwähnt eine Fehlermeldung generiert und der weitere Bearbeitungsablauf unterbrochen. Für den Fall, dass ein Fehlersignal generiert wird, muss von einem Mitarbeiter geprüft werden, ob das Fehlersignal infolge eines beschädigten oder deutlich von der Idealstellung abweichend positionierten Werkzeugs oder aufgrund der oben beschriebenen äußeren Einflüsse generiert wurde. Hierzu muss der Mitarbeiter das Werkzeug überprüfen und entscheiden, ob das Werkzeug ersetzt oder neu positioniert werden muss oder ob der Bearbeitungsablauf ohne weitere Maßnahmen fortgesetzt werden kann. Im letzteren Fall verursacht das Fehlersignal unnötige Verzögerungen.As mentioned, such devices are mainly used to check the presence of a tool. In many cases, the tools are fragile, for example when the tools are designed as diamond-coated drills. Therefore, only slight forces that do not damage the tool may act on contact between the stylus and the tool. As a result, the stopping condition mentioned above is met relatively easily. As a result, external influences such as dripping coolants or air currents that blow out the Tool holder arise when changing tools, already cause the device to incorrectly assume the presence of an object. If the presence of the object is assumed to be outside the tolerance range, an error message is generated, as mentioned, and the further processing sequence is interrupted. In the event that an error signal is generated, an employee must check whether the error signal was generated as a result of a damaged tool or a tool that is positioned significantly different from the ideal position, or whether it was caused by the external influences described above. To do this, the employee must check the tool and decide whether the tool needs to be replaced or repositioned or whether the machining process can be continued without any further measures. In the latter case, the error signal causes unnecessary delays.
Aufgabe einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben zum Überwachen von Gegenständen wie Werkzeuge an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen wie Werkstücke oder Werkzeuge zu schaffen, mit welchem es möglich ist, Fehlersignale, die von äußeren Einflüssen wie Luftströmungen oder Kühlmitteln verursacht werden, und damit zusammenhängende unnötige Unterbrechungen des Betriebsablaufs zu vermeiden. Des Weiteren liegt einer Ausbildung der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche zum Durchführen dieses Verfahrens eingerichtet ist. Darüber hinaus liegt einer Ausgestaltung der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Computerprogramm zum Durchführen dieses Verfahrens und/oder zum Betreiben einer derartigen Vorrichtung bereitzustellen.It is therefore an object of an embodiment of the present invention to provide a method for operating objects such as tools on machine tools and / or for mechanically scanning objects such as workpieces or tools, with which it is possible to detect error signals caused by external influences such as Air currents or coolants are caused, and to avoid unnecessary interruptions in the operation. Furthermore, an embodiment of the present invention is based on the object of creating a device which is set up to carry out this method. In addition, one embodiment of the invention is based on the object of providing a computer program for carrying out this method and / or for operating such a device.
Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1, 7 und 9 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved with the features specified in claims 1, 7 and 9. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen oder Werkstücken, mit einer Vorrichtung, wobei die Vorrichtung
- - eine Antriebseinrichtung,
- - eine mit der Antriebseinrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer vorgebbaren Prüfstellung bewegbare Tastnadel, wobei der Gegenstand in der Prüfstellung eine Idealposition einnimmt, und
- - eine Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung aufweist.
- - a drive device,
- a stylus that can be moved with the drive device between a rest position and a predeterminable test position, the object assuming an ideal position in the test position, and
- - Has a control unit for controlling the device.
Das Verfahren umfasst dabei folgende Schritte:
- - Definieren eines Toleranzbereichs mittels der Steuereinheit, der sich ausgehend von der Prüfstellung mit demselben Maß zur Ruhestellung hin und von der Ruhestellung weg um die Prüfstellung erstreckt, und
- - Definieren einer im Toleranzbereich geltenden ersten Anhaltebedingung und einer außerhalb des Toleranzbereichs geltenden zweiten Anhaltebedingung für die Tastnadel mittels der Steuereinheit, bei deren Erfüllung die Präsenz eines Gegenstands angenommen wird, wobei
- - die erste Anhaltebedingung leichter erfüllbar ist als die zweite Anhaltebedingung,
- - für den Fall, dass die Präsenz eines Gegenstands im Toleranzbereich angenommen wird, Erzeugen eines Gegenstandsfeststellungssignal mittels der Steuereinheit, und
- - für den Fall, dass keine Präsenz eines Gegenstands im Toleranzbereichs angenommen wird, Erzeugen eines Fehlersignals mittels der Steuereinheit.
- - Defining a tolerance range by means of the control unit, which extends from the test position with the same dimension towards the rest position and away from the rest position around the test position, and
- - Defining a first stopping condition that is valid within the tolerance range and a second stopping condition that is valid outside the tolerance range for the stylus by means of the control unit, the fulfillment of which is assumed to be the presence of an object, wherein
- the first stopping condition is easier to meet than the second stopping condition,
- in the event that the presence of an object in the tolerance range is assumed, generating an object detection signal by means of the control unit, and
- - In the event that no presence of an object in the tolerance range is assumed, generating an error signal by means of the control unit.
Vorschlagsgemäß kann ein Toleranzbereich gewählt werden, welcher sich symmetrisch um die Prüfstellung erstreckt. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Tastnadel auf einen Gegenstand trifft, ist im Toleranzbereich am höchsten. In den meisten Fällen führt die Tastnadeln eine Drehbewegung aus, so dass der Toleranzbereich anhand einer tolerierbaren Winkelabweichung von der Idealstellung angegeben werden kann, beispielsweise ± 1°. Wenn die Tastnadel eine translatorische Bewegung durchführt, kann der Toleranzbereich anhand einer tolerierbaren Streckenabweichung angegeben werden, beispielsweise ± 0,1 mm. Damit sich der Toleranzbereich ausgehend von der Prüfstellung, in welcher sich der zu überwachende Gegenstand in der Idealstellung befindet, mit demselben Maß zur Ruhestellung hin und von der Ruhestellung weg um die Prüfstellung erstreckt, ist der Betrag der Abweichung in die eine und die andere Richtung gleich, wodurch die symmetrische Erstreckung erzeugt wird. Der Betrag der Abweichung kann einerseits anhand von statistischen Betrachtungen gewählt werden, so dass üblicherweise während des Betriebs des Werkzeugs und bei Werkzeugwechseln auftretende Abweichungen von der Idealstellung berücksichtigt werden können. Andererseits kann der Betrag unter Berücksichtigung der notwendigen Präzision der Werkstückbearbeitung gewählt werden.According to the proposal, a tolerance range can be selected which extends symmetrically around the test position. The probability that the stylus hits an object is highest in the tolerance range. In most cases, the stylus performs a rotary movement, so that the tolerance range can be specified based on a tolerable angular deviation from the ideal position, for example ± 1 °. If the stylus performs a translatory movement, the tolerance range can be specified on the basis of a tolerable distance deviation, for example ± 0.1 mm. So that the tolerance range, starting from the test position in which the object to be monitored is in the ideal position, extends to the rest position and away from the rest position around the test position, the amount of the deviation in one and the other direction is the same , which creates the symmetrical extension. The amount of the deviation can be selected on the one hand on the basis of statistical considerations, so that deviations from the ideal position that usually occur during tool operation and during tool changes can be taken into account. On the other hand, the amount can be selected taking into account the necessary precision of the workpiece machining.
Darüber hinaus gilt vorschlagsgemäß innerhalb des Toleranzbereichs eine erste Anhaltebedingung und außerhalb des Toleranzbereichs eine zweite Anhaltebedingung. Die erste und die zweite Anhaltebedingung sind so formuliert, dass dann, wenn sie erfüllt sind, die Präsenz eines Gegenstands mit einer hinreichend großen Wahrscheinlichkeit angenommen werden kann. Vorschlagsgemäß ist die zweite Anhaltebedingung schwerer erfüllbar als die erste Anhaltebedingung. Hierdurch wird erreicht, dass die oben genannten äußeren Einflüsse wie Kühlmittel oder Luftströmungen, die außerhalb des Toleranzbereichs auf die Tastnadel wirken, in deutlich selteneren Fällen zu einer Fehlermeldung führen als es bei entsprechenden Verfahren aus dem Stand der Technik der Fall ist. Unnötige und kostenverursachende Unterbrechungen des Betriebsablaufs können so vermieden werden.In addition, according to the proposal, a first stopping condition applies within the tolerance range and a second stopping condition outside the tolerance range. The first and second stopping conditions are formulated so that when they are met, the presence of a Object can be accepted with a sufficiently high probability. According to the proposal, the second stopping condition is more difficult to meet than the first stopping condition. This ensures that the above-mentioned external influences, such as coolant or air currents, which act on the stylus outside the tolerance range, lead to an error message in much rarer cases than is the case with corresponding methods from the prior art. This avoids unnecessary and costly interruptions in the operational process.
Nach Maßgabe einer weiteren Ausführungsform weist das Verfahren folgenden Schritt auf:
- - Definieren eines sich dem Toleranzbereich zur Ruhestellung hin anschließenden Annäherungsbereichs mittels der Steuereinheit, in welcher die zweite Anhaltebedingung gilt.
- - Defining an approach range following the tolerance range towards the rest position by means of the control unit, in which the second stopping condition applies.
Wie erwähnt, ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Tastnadel auf einen Gegenstand trifft, im Toleranzbereich am höchsten. Durchfährt die Tastnadel den Toleranzbereich, ohne dort auf einen Gegenstand zu treffen, kann mit einer hinreichend großen Wahrscheinlichkeit angenommen werden, dass der Gegenstand, insbesondere das Werkzeug, gebrochen ist. Es ist daher nicht notwendig, von der Ruhestellung aus gesehen hinter dem Toleranzbereich die zweite Anhaltebedingung gelten zu lassen. Es genügt, die zweite Anhaltebedingung im Annäherungsbereich gelten zu lassen. Die Anforderungen an die Steuereinheit werden hierdurch gering gehalten.As mentioned, the probability that the stylus hits an object is highest in the tolerance range. If the stylus passes through the tolerance range without hitting an object there, it can be assumed with a sufficiently high probability that the object, in particular the tool, has broken. It is therefore not necessary to allow the second stopping condition to apply after the tolerance range from the rest position. It is sufficient to let the second stopping condition apply in the approximation area. This keeps the requirements on the control unit low.
In einer weitergebildeten Ausführungsform kann das Verfahren dadurch gekennzeichnet sein, dass
- - die erste Anhaltebedingung dann erfüllt ist, wenn die Geschwindigkeit der Tastnadel über eine erste geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer gleich null ist oder über die erste geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer eine Grenzgeschwindigkeit unterschreitet, und
- - die zweite Anhaltebedingung dann erfüllt ist, wenn die Geschwindigkeit der Tastnadel über eine zweite geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer gleich null ist oder über die zweite geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer die Grenzgeschwindigkeit unterschreitet, wobei
- - die zweite geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer länger ist als die erste geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer.
- - The first stopping condition is met when the speed of the stylus is equal to zero over a first speed-related period of time or falls below a limit speed over the first speed-related period of time, and
- - The second stopping condition is met when the speed of the stylus is equal to zero over a second speed-related time period or falls below the limit speed over the second speed-related time period, wherein
- - The second speed-related period is longer than the first speed-related period.
Während innerhalb des Toleranzbereichs die Geschwindigkeit der Tastnadel für die kürzere erste geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer null oder weniger als die Grenzgeschwindigkeit betragen muss, um die Präsenz eines Gegenstands als gegeben anzusehen, muss diese Bedingung außerhalb des Toleranzbereichs für die längere zweite geschwindigkeitsbezogene Zeitdauer erfüllt sein, um die Präsenz eines Gegenstands als gegeben anzusehen. Folglich ist diese Bedingung außerhalb des Toleranzbereichs schwerer zu erfüllen als innerhalb des Toleranzbereichs. Einerseits wird hierdurch im Toleranzbereich, in welchem die Wahrscheinlichkeit am höchsten ist, dass die Tastnadel auf ein Werkzeug trifft, das Werkzeug aufgrund der leichter erfüllbaren ersten Anhaltebedingung geschont, andererseits wird außerhalb des Toleranzbereichs aufgrund der schwerer erfüllbaren zweiten Anhaltebedingung die Wahrscheinlichkeit der unzutreffenden Annahme der Präsenz eines Werkzeugs verringert.While within the tolerance range the speed of the stylus for the shorter first speed-related period of time must be zero or less than the limit speed in order to consider the presence of an object as given, this condition must be fulfilled outside the tolerance range for the longer second speed-related period of time to the presence of an object as given. As a result, this condition is more difficult to meet outside the tolerance range than within the tolerance range. On the one hand, in the tolerance range in which the probability that the stylus hits a tool is highest, the tool is spared due to the easier-to-meet first stopping condition; of a tool is reduced.
Eine Ausführungsform kann so ausgebildet sein, dass
- - die Antriebseinrichtung einen Elektromotor umfasst, der mit einem Motorstrom betrieben wird,
- - die erste Anhaltebedingung dann erfüllt ist, wenn der Motorstrom über eine erste motorstrombezogene Zeitdauer ansteigt, und
- - die zweite Anhaltebedingung dann erfüllt ist, wenn der Motorstrom über eine zweite motorstrombezogene Zeitdauer ansteigt, wobei
- - die zweite motorstrombezogene Zeitdauer länger ist als die erste motorstrombezogene Zeitdauer.
- the drive device comprises an electric motor which is operated with a motor current,
- - The first stopping condition is met when the motor current increases over a first period related to the motor current, and
- - The second stopping condition is met when the motor current increases over a second period related to the motor current, wherein
- - The second motor current-related time period is longer than the first motor current-related time period.
Auch in dieser Ausführungsform wird das Werkzeug aufgrund der leichter erfüllbaren ersten Anhaltebedingung geschont, während außerhalb des Toleranzbereichs aufgrund der schwerer erfüllbaren zweiten Anhaltebedingung die Wahrscheinlichkeit der unzutreffenden Annahme der Präsenz eines Werkzeugs verringert wird.In this embodiment too, the tool is spared due to the easier to meet first stopping condition, while outside the tolerance range due to the more difficult to meet second stopping condition the likelihood of incorrect assumption of the presence of a tool is reduced.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist folgender Schritt vorgesehen:
- - Übermitteln der Gegenstandsfeststellungssignale oder der Fehlersignale an eine Kontrolleinrichtung mittels einer Übertragungseinrichtung.
- - Transmission of the object detection signals or the error signals to a control device by means of a transmission device.
Die Kontrolleinrichtung kann mit mehreren vorschlagsgemäßen Vorrichtungen kommunizieren. Die Kontrolleinrichtung kann jeden von einer Vorrichtung durchgeführten Messvorgang aufzeichnen und zählen, wie viele Gegenstandsfeststellungssignale, Fehlersignale und Fremdobjekt-Erkennungssignale innerhalb einer bestimmten Zeitdauer erzeugt worden sind. Folglich lassen sich Werkstücke einer Werkzeugprüfung zuordnen, so dass sich eine Rückverfolgbarkeit und eine Fehleranalyse durchführen lassen. Auch lassen sich Werkzeuge und/oder Werkzeugmaschinen identifizieren, die besonders zuverlässig oder besonders anfällig sind.The control device can communicate with several proposed devices. The control device can record each measurement process performed by a device and count how many object detection signals, error signals and foreign object detection signals have been generated within a certain period of time. As a result, workpieces can be assigned to a tool test so that traceability and error analysis can be carried out. Tools and / or machine tools that are particularly reliable or particularly susceptible can also be identified.
Eine Ausbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen oder Werkstücken, wobei die Vorrichtung
- - eine Antriebseinrichtung,
- - eine mit der Antriebseinrichtung zwischen einer Ruhestellung und einer vorgebbaren Prüfstellung bewegbare Tastnadel umfasst, wobei der Gegenstand in der Prüfstellung eine ideale Position einnimmt, und
- - eine Steuereinheit zum Steuern der Vorrichtung aufweist, wobei die Steuereinheit derart eingerichtet ist, dass
- - ein Toleranzbereich, der sich ausgehend von der Prüfstellung mit demselben Maß zur Ruhestellung hin und von der Ruhestellung weg um die Prüfstellung erstreckt, und
- - eine im Toleranzbereich geltende erste Anhaltebedingung und eine außerhalb des Toleranzbereichs geltende zweite Anhaltebedingung für die Tastnadel definierbar sind, bei deren Erfüllung die Präsenz eines Gegenstands angenommen wird, wobei
- - die erste Anhaltebedingung leichter erfüllbar ist als die zweite Anhaltebedingung.
- - a drive device,
- comprises a stylus that can be moved with the drive device between a rest position and a predeterminable test position, the object assuming an ideal position in the test position, and
- - Has a control unit for controlling the device, the control unit being set up in such a way that
- a tolerance range which extends from the test position with the same dimension towards the rest position and away from the rest position around the test position, and
- - A first stopping condition valid in the tolerance range and a second stopping condition valid outside the tolerance range can be defined for the stylus, the fulfillment of which is assumed to be the presence of an object, wherein
- - The first stopping condition is easier to meet than the second stopping condition.
Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit der vorschlagsgemäßen Vorrichtung erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorliegende Verfahren erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass einerseits das Werkzeug aufgrund der leichter erfüllbaren ersten Anhaltebedingung im Toleranzbereich geschont wird, während außerhalb des Toleranzbereichs aufgrund der schwerer erfüllbaren zweiten Anhaltebedingung die Wahrscheinlichkeit der unzutreffenden Annahme der Präsenz eines Werkzeugs verringert wird.The technical effects and advantages that can be achieved with the proposed device correspond to those that have been discussed for the present method. In summary, it should be pointed out that, on the one hand, the tool is spared in the tolerance range due to the easier to meet first stopping condition, while outside the tolerance range, the probability of the incorrect assumption of the presence of a tool is reduced due to the second stopping condition, which is more difficult to achieve.
Bei einer weiteren Ausbildung ist vorgesehen, dass
- - die Tastnadel aus der Ruhestellung auf eine erste Geschwindigkeit beschleunigt wird, und
- - die Tastnadel von der ersten Geschwindigkeit auf eine geringere zweite Geschwindigkeit derart abgebremst wird, dass die Tastnadel im Toleranzbereich mit der zweiten Geschwindigkeit bewegt wird.
- - The stylus is accelerated from the rest position to a first speed, and
- - The stylus is braked from the first speed to a lower second speed such that the stylus is moved at the second speed in the tolerance range.
In dieser Ausbildung der Vorrichtung wird die Zeit, die für das Überwachen des Gegenstands, insbesondere des Werkzeugs an einer Werkzeugmaschine, benötigt wird, gering gehalten, was auch für die Bearbeitungszeit und für die Bearbeitungskosten des Werkstücks insgesamt gilt. Da in den meisten Fällen die Tastnadel im Toleranzbereich auf das Werkzeug trifft, wird das Werkzeug aufgrund der niedrigeren zweiten Geschwindigkeit zusätzlich geschont.In this embodiment of the device, the time required for monitoring the object, in particular the tool, on a machine tool is kept short, which also applies to the machining time and the machining costs of the workpiece as a whole. Since in most cases the stylus hits the tool within the tolerance range, the tool is also spared due to the lower second speed.
Eine Ausbildung der Erfindung betrifft ein Computerprogramm zum Ausführen eines Verfahrens nach einem oben diskutierten Ausführungsformen zum Betreiben einer Vorrichtung nach einem der oben beschriebenen Ausbildungen zum Überwachen von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen und/oder zum mechanischen Abtasten von Gegenständen, insbesondere von Werkzeugen oder Werkstücken, wobei das Computerprogramm Programmmittel zum Veranlassen einer Steuereinheit umfasst, die folgenden Schritte auszuführen, wenn das Computerprogramm auf der Steuereinheit ausgeführt wird:
- - Definieren eines Toleranzbereichs mittels der Steuereinheit, der sich ausgehend von der Prüfstellung mit demselben Maß zur Ruhestellung hin und von der Ruhestellung weg um die Prüfstellung erstreckt, und
- - Definieren einer im Toleranzbereich geltenden ersten Anhaltebedingung und einer außerhalb des Toleranzbereichs geltenden zweiten Anhaltebedingung für die Tastnadel mittels der Steuereinheit, bei deren Erfüllung die Präsenz eines Gegenstands angenommen wird, wobei
- - die erste Anhaltebedingung leichter erfüllbar ist als die zweite Anhaltebedingung,
- - für den Fall, dass die Präsenz eines Gegenstands im Toleranzbereich angenommen wird, Erzeugen eines Gegenstandsfeststellungssignal mittels der Steuereinheit, und
- - für den Fall, dass keine Präsenz eines Gegenstands (
22 ) im Toleranzbereichs angenommen wird, Erzeugen eines Fehlersignals mittels der Steuereinheit.
- - Defining a tolerance range by means of the control unit, which extends from the test position with the same dimension towards the rest position and away from the rest position around the test position, and
- - Defining a first stopping condition that is valid within the tolerance range and a second stopping condition that is valid outside the tolerance range for the stylus by means of the control unit, the fulfillment of which is assumed to be the presence of an object, wherein
- the first stopping condition is easier to meet than the second stopping condition,
- in the event that the presence of an object in the tolerance range is assumed, generating an object detection signal by means of the control unit, and
- - in the event that there is no presence of an object (
22 ) is assumed in the tolerance range, generating an error signal by means of the control unit.
Die technischen Effekte und Vorteile, die sich mit dem vorschlagsgemäßen Computerprogramm erreichen lassen, entsprechen denjenigen, die für das vorliegende Verfahren erörtert worden sind. Zusammenfassend sei darauf hingewiesen, dass einerseits das Werkzeug aufgrund der leichter erfüllbaren ersten Anhaltebedingung im Toleranzbereich geschont wird, während außerhalb des Toleranzbereichs aufgrund der schwerer erfüllbaren zweiten Anhaltebedingung die Wahrscheinlichkeit der unzutreffenden Annahme der Präsenz eines Werkzeugs verringert wird. The technical effects and advantages that can be achieved with the proposed computer program correspond to those that have been discussed for the present method. In summary, it should be pointed out that, on the one hand, the tool is spared in the tolerance range due to the easier to meet first stopping condition, while outside the tolerance range, the probability of the incorrect assumption of the presence of a tool is reduced due to the second stopping condition, which is more difficult to achieve.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine prinzipielle Ansicht einer Vorrichtung, mit welcher ein erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, -
2 eine prinzipielle Darstellung zur Verdeutlichung des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
3 eine graphische Darstellung der Anhaltebedingungen und der Geschwindigkeiten über den verschiedenen Bereichen, und -
4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 2 shows a basic view of a device with which a method according to the invention can be carried out, -
2 a basic representation to illustrate the method according to the invention, -
3 a graphical representation of stopping conditions and speeds over the various areas, and -
4 a flow chart of an embodiment of the method according to the invention.
In
Der Gegenstand
Das sich in der Idealstellung befindliche Werkzeug
Im Toleranzbereich
Die Anhaltebedingungen
Im dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Annäherungsbereich
In
Es wird angenommen, dass sich ein zu prüfender Gegenstand
Für den Fall, dass die Tastnadel
In
Mit abnehmender Geschwindigkeit der Tastnadel
In
In Schritt
Als Schritt
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1212
- Antriebseinrichtungdriving means
- 1313
- Elektromotorelectric motor
- 1414
- Abtriebswelleoutput shaft
- 1616
- TastnadelhalterTastnadelhalter
- 1818
- Tastnadelwand
- 18a18a
- Tastnadel in der RuhestellungStylus in the rest position
- 18c18c
- Tastnadel in der Prüfstellung Stylus in the test position
- 2020
- Steuereinheitcontrol unit
- 2121
- elektrische Leitungelectrical line
- 2222
- Gegenstandobject
- 22i22i
- Gegenstand in IdealstellungObject in ideal position
- 22x22x
- Gegenstand im ToleranzbereichItem in tolerance
- 2424
- WerkzeugTool
- 24i24i
- Werkzeug in IdealstellungTool in ideal position
- 24x24x
- Werkzeug im ToleranzbereichTool in the tolerance range
- 2626
- Fremdkörper, SpanForeign body, chip
- 2828
- Übertragungseinrichtung transmission equipment
- 3030
- Kontrolleinrichtung control device
- AA
- Annäherungsbereichapproach area
- BB
- BereichArea
- C1C1
- erste Anhaltebedingungfirst stopping condition
- C2C2
- zweite Anhaltebedingungsecond stopping condition
- DD
- Tastrichtungtactile sense
- FF
- RückstellbereichReset section
- P1 bis P5bP1 to P5b
- Schritte des VerfahrensSteps of the procedure
- RR
- Drehachseaxis of rotation
- TT
- Toleranzbereichtolerance
- tm1tm1
- erste motorstrombezogene Zeitdauerfirst period related to motor current
- tm2tm2
- zweite motorstrombezogene Zeitdauersecond period related to motor current
- tv1tv1
- erste geschwindigkeitsbezogene Zeitdauerfirst speed-related period
- tv2tv2
- zweite geschwindigkeitsbezogene Zeitdauersecond speed-related period
- vv
- Geschwindigkeit TastnadelSpeed stylus
- v1v1
- erste Geschwindigkeitfirst speed
- v2 v2
- zweite Geschwindigkeitsecond speed
- vGvG
- Grenzgeschwindigkeitlimit speed
- vRvR
- RückstellgeschwindigkeitRecovery rate
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 10218315 A1 [0003]DE 10218315 A1 [0003]
- DE 3003431 A1 [0005]DE 3003431 A1 [0005]
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-
2018
- 2018-08-03 DE DE102018118890.0A patent/DE102018118890B4/en active Active
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2019
- 2019-01-04 KR KR1020190001330A patent/KR20200015352A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |