DE10352297A1

DE10352297A1 - Prüfvorrichtung

Info

Publication number: DE10352297A1
Application number: DE2003152297
Authority: DE
Inventors: Matthias Kippes; Helmut Göb; Bruno Schnös; Bernd Geißel
Original assignee: Rexroth Star GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2003-11-08
Filing date: 2003-11-08
Publication date: 2005-06-09

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung (10) zur Überprüfung der Messfunktion einer Wegmessführung (16), wobei die Wegmessführung (12) aus einer Führungsschiene (20), einem Führungswagen (18), der längs der Führungsschiene (20) beweglich ist, und einer Einrichtung (22) zur Bestimmung der Relativposition zwischen Führungswagen (18) und Führungsschiene (20) besteht, wobei die Prüfvorrichtung (10) aus einer Messvorrichtung (12) und einer Antriebsvorrichtung (14) besteht. Erfindungsgemäß ist die Antriebsvorrichtung (14) an der Führungsschiene (20) befestigbar und in Wechselwirkung mit dem Führungswagen (18) bringbar.

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zur Überprüfung der Messfunktion einer Wegmessführung, wobei die Wegmessführung aus einer Führungsschiene, einem Führungswagen, der längs der Führungsschiene beweglich ist, und einer Einrichtung zur Bestimmung der Relativposition zwischen Führungswagen und Führungsschiene besteht, wobei die Prüfvorrichtung aus einer Messvorrichtung und einer Antriebsvorrichtung besteht.
Wegmessführungen sind aus der WO 91/16594 bekannt und werden beispielsweise in Werkzeugmaschinen eingesetzt, um die Position eines ersten Schlittens relativ zum Maschinenbett oder zu einem zweiten Schlitten zu ermitteln und gleichzeitig den ersten Schlitten relativ zum Maschinenbett oder zum zweiten Schlitten zu führen, wobei der erste Schlitten an dem Führungswagen und die Führungsschiene am Maschinenbett oder am zweiten Schlitten befestigt ist.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, die Funktion eines Wegmesssystems an einer Werkzeugmaschine mit einer Messuhr zu überprüfen. Dazu wird die Messuhr mit einem Magnetständer so auf dem Maschinenbett befestigt, dass die Messspitze den ersten Schlitten berührt; wobei die Messuhr parallel zur Führungsrichtung zwischen erstem Schlitten und Maschinenbett bzw. zweitem Schlitten ausgerichtet wird. Während einer Bewegung des ersten Schlittens, die beispielsweise per Hand mittels eines Spindeltriebes erzeugt wird, lässt der Vergleich der Messwertanzeige des Wegmesssystems, das der Führungsrichtung zugeordnet ist, mit der Messwertanzeige der Messuhr eine Aussage über die Funktionstüchtigkeit und -genauigkeit des Wegmesssystems zu. In der Regel ist die Genauigkeit der Messuhr um den Faktor 10 größer als die Genauigkeit des Wegmesssystems.
Dieses Verfahren ist nachteilig, wenn es im Rahmen von Montage- bzw. Reparaturarbeiten an stromlosen CNC-Werkzeugmaschinen eingesetzt werden soll. Bei CNC-Werkzeugmaschinen besteht in der Regel nicht die Möglichkeit, die Schlitten zu bewegen, wenn die CNC-Steuerung nicht in Betrieb ist, da ein Handantrieb des Schlittens nicht vorgesehen ist. Die unmittelbare Bewegung eines Führungswagens von Hand ist aufgrund der hohen Genauigkeitsanforderungen ebenfalls nicht zielführend.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung zu schaffen, die die Prüfung der Messfunktion einer Wegmessführung auch an solchen Maschinen zulässt, bei denen die Schlitten im stromlosen Zustand nicht bewegt werden können.
Die Aufgabe wird durch eine Prüfvorrichtung gelöst, bei der die Antriebsvorrichtung an der Führungsschiene oder dem Führungswagen befestigbar ist und in Wechselwirkung mit dem Führungswagen oder der Führungsschiene bringbar ist. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass es sich bei Führungsschiene und -wagen um genormte Bauteile handelt. Somit lässt sich eine derartige Prüfvorrichtung in einer Vielzahl von Maschinen einsetzen.
Besonders vorteilhaft ist es, die Antriebsvorrichtung an der Kopffläche der Führungsschiene zu befestigen. Die Kopffläche der Führungsschiene ist im Wesentlichen eben und in der Regel gut zugänglich. Daher ist sie als Auflagefläche besonders gut geeignet. Die Seitenränder der Kopffläche sind üblicherweise gerade und parallel zueinander. Es wird deshalb vorgeschlagen, die Antriebsvorrichtung mit der Führungsschiene zu verklemmen, vorzugsweise an den Seitenrändern der Kopffläche. Die Antriebsvorrichtung kann besonders einfach gestaltet werden, wenn die Wechselwirkung an der freien Stirnseite des Führungswagens stattfindet.
Ebenfalls von Vorteil ist es, die Antriebsvorrichtung als Spindeltrieb auszuführen, da Spindeltriebe von Hand sehr feinfühlig bewegt werden können. Diese Eigenschaft ist im Hinblick auf die hohe Genauigkeit der Wegmessführung, die bis zu 1 μm beträgt, wichtig, da bei der Messfunktionsprüfung Bewegungswege mit einer vergleichbaren Genauigkeit ausgeführt werden müssen. Vorteilhaft ist es, wenn die Steigung des Spindeltriebes klein ist und vorzugsweise etwa 0,5mm beträgt.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass der Spindeltrieb nicht unmittelbar auf den Führungswagen einwirkt, sondern mittelbar über ein Druckstück. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass sie mit unterschiedlichen Baugrößen von Wegmessführungen verwendbar ist, da die Antriebsfläche des Druckstückes wesentlich größer ausgeführt werden kann als die Antriebsfläche des Spindeltriebes.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die Messvorrichtung ebenfalls an der Führungsschiene zu befestigen. Hierbei kommen die gleichen Vorteile und Weiterbildungsmöglichkeiten zum Tragen, die bereits im Hinblick auf die Befestigung der Antriebsvorrichtung an der Führungsschiene beschrieben wurden. Besonders vorteilhaft ist es, für die Messvorrichtung dieselbe Befestigungsart zu verwenden wie für die Antriebsvorrichtung. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Messvorrichtung aus einem ersten Befestigungsabschnitt, einem Messaufnehmer und einem Halteteil, mit dem der Messaufnehmer am ersten Befestigungsabschnitt gehalten wird, besteht, wobei die Antriebsvorrichtung aus einem im Wesentlichen identischen zweiten Befestigungsabschnitt und einem Antriebsabschnitt besteht.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben werden. Es stellen dar:
1 eine grob schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung, die auf einer Wegmessführung befestigt ist;
2 eine Schnittansicht der Antriebsvorrichtung gemäß 1 längs der Linie A-A in 1;
3 eine grob schematische Ansicht einer Ausführungsform der Befestigungsabschnitte;
4 eine Schnittansicht des Befestigungsabschnitts gemäß 3 längs der Linie V-V in 3;
In 1 ist eine erfindungsgemäße Prüfvorrichtung allgemein mit 10 bezeichnet. Sie umfasst eine Messvorrichtung 12 und eine Antriebsvorrichtung 14, die an einer Wegmessführung 16 befestigt sind. Die Wegmessführung besteht aus einem Führungswagen 18, einer Führungsschiene 20 und einer Einrichtung 22 zur Bestimmung der Relativposition zwischen Führungswagen 18 und Führungsschiene 20 (Wegsensor). Der Wegsensor ist an einer ersten Stirnfläche 23 des Führungswagens 18 befestigt. Die Führungsschiene 20 ist an einer nicht dargestellten übergeordneten Baugruppe befestigt. Der Führungswagen 18 wird in der Regel vor dem Einsatz der Prüfvorrichtung 10 von der ihm zugeordneten Baugruppe gelöst und in einen frei zugänglichen Abschnitt der Führungsschiene 20 verschoben.
Die Messvorrichtung 12 besteht aus einem Messaufnehmer 24, einem Halteteil 26 und einem ersten Befestigungsabschnitt 28. Bei dem Messaufnehmer 24 handelt es sich um ein handelsübliches Bauteil, das mit einem zylindrischen Befestigungsansatz 30 ausgestattet ist, der in einer ebenfalls zylindrischer Ausnehmung 32 des Halteteils 26 befestigt ist. Das Halteteil 26 wird mit nicht dargestellten Schraubbolzen am ersten Befestigungsabschnitt 28 gehalten. Die Messspitze 34 des Messaufnehmers 24 liegt an der freien Stirnseite 35 des Wegsensors 22 an, so dass das Messsignal des Messaufnehmers 24 dem des Wegsensors 22 entspricht. Hinzuweisen ist ferner darauf, dass es sich bei den Messsignalen um elektrische Signale handelt, die auf elektronischem Wege verglichen werden können.
Die Antriebsvorrichtung 14 besteht aus einem zweiten Befestigungsabschnitt 36 und einem Antriebsabschnitt 38. Gemäß 2 besteht der Antriebsabschnitt 38 aus einem Spindeltrieb 39 und einem Druckstück 42. Der Spindeltrieb 39 besteht aus einer Spindel 40, die mit einem Handrad 44 gedreht werden kann und einer Spindelmutter 46, die mit nicht dargestellten Schraubbolzen am zweiten Befestigungsabschnitt 36 gehalten ist. Die Spindel 40 wirkt so auf das Druckstück 42 ein, dass es eine lineare Bewegung vollzieht, wobei es von einem Führungsteil 48 geführt wird. Die Druckfläche 50 des Druckstücks 42 berührt die freie Stirnfläche 52 des Führungswagens 18, so dass dieser ebenfalls ein lineare Bewegung vollzieht. Die Stirnfläche 50 des Druckstückes 42 ist relativ groß, damit sie in Verbindung mit unterschiedlichen Führungswagenbaugrößen verwendet werden kann.
Der erste Befestigungsabschnitt 28 der Messvorrichtung 12 und der zweite Befestigungsabschnitt 36 der Antriebsvorrichtung 14 sind im wesentlichen identisch ausgeführt. Gemäß 3 und 4 besteht ein Befestigungsabschnitt 28, 36 aus einem Grundkörper 80 und einer Klemmleiste 82, die jeweils mit Klemmflächen 84, 86 und Auflageflächen 88, 90 ausgestattet sind. Die Auflageflächen 88, 90 liegen auf der Kopffläche 94 der Führungsschiene 20 auf. Die Klemmflächen 84, 86 liegen an den Seitenrändern 92a, b der Kopffläche 94 an. Am Grundkörper 80 sind zwei zylindrische Führungsstangen 96a, b angebracht, die jeweils eine zylindrische Führungsausnehmung 98a, b der Klemmleiste 82 durchsetzen, wobei diese entlang der Führungsstangen 96a, b beweglich ist. Der Grundkörper ist darüber hinaus mit einer Bohrung 100 versehen, die von einer Klemmspindel 102 mit einem Klemmhebel 104 drehbar durchsetzt ist. Die Spindel 102 greift so in ein Gewinde 106 an der Klemmleiste 82 ein, dass bei einer Drehung am Klemmhebel 104 eine Klemmkraft zwischen den Kopfflächen-Seitenrändern 92a, b und den Klemmflächen 84, 86 erzeugt bzw. gelöst wird. Die Führungsstangen 98a, b verhindern dabei ein Verkippen der Klemmleisten 82 relativ zum Grundkörper 80.
Hinzuweisen ist ferner auf den großen Klemmweg a von etwa 40mm, der dazu dient, dass die Befestigungsabschnitte 28, 36 in Verbindung mit unterschiedlichen Führungsschienenbaugrößen verwendet werden können.
Die Befestigungsfläche 108 des Grundkörpers 80 dient zur wahlweisen Aufnahme des Halteteils 26 oder des Antriebsanschnitts 38.

Claims

Prüfvorrichtung (10) zur Überprüfung der Messfunktion einer Wegmessführung (16), wobei die Wegmessführung aus einer Führungsschiene (20), einem Führungswagen (18), der längs der Führungsschiene (20) beweglich ist, und einer Einrichtung (22) zur Bestimmung der Relativposition zwischen Führungswagen (18) und Führungsschiene (20) besteht, wobei die Prüfvorrichtung aus einer Messvorrichtung (12) und einer Antriebsvorrichtung (14) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) an der Führungsschiene (20) oder dem Führungswagen (18) befestigbar ist und in Wechselwirkung mit dem Führungswagen (18) oder der Führungsschiene (20) bringbar ist.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) an der Kopfseite (94) der Führungsschiene (20) befestigbar ist.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) mit der Führungsschiene (20) verklemmbar ist.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) an den Seitenrändern (92a, b) der Kopffläche (94) mit der Führungsschiene (20) verklemmbar ist.
Prüfvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselwirkung an der freien Stirnfläche (52) des Führungswagens (18) erfolgt.
Prüfvorrichtung, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsvorrichtung (14) einem Spindeltrieb (39) umfasst.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung des Spindeltriebes (39) klein ist und vorzugsweise etwa 0,5mm beträgt.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Spindeltrieb (39) auf ein Druckstück (42) einwirkt, wobei das Druckstück auf den Führungswagen (18) einwirkt.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (12) an der Kopfseite (94) der Führungsschiene (20) befestigbar ist.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (12) mit der Führungsschiene (20) verklemmbar ist.
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (12) an den Seitenrändern (92a, b) der Kopffläche (94) mit der Führungsschiene (20) verklemmbar ist.
Prüfvorrichtung, nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (12) die selbe Befestigungsart an der Führungsschiene (20) oder am Führungswagen (18) aufweist, wie die Antriebsvorrichtung (14).
Prüfvorrichtung, nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung (12) aus einem ersten Befestigungsabschnitt (28), einem Messaufnehmer (24) und einem Halteteil (26), mit dem der Messaufnehmer (24) am ersten Befestigungsabschnitt (28) gehalten wird, besteht, wobei die Antriebsvorrichtung (14) aus einem im wesentlichen iden tischen zweiten Befestigungsabschnitt (36) und einem Antriebsabschnitt (38) besteht.