DE10361920A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen an einem Bearbeitungszentrum, das mit einem Werkzeugmagazin, einer Zubringereinheit für den Transport der Werkzeuge zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Bearbeitungsraum des Bearbeitungszentrums sowie einem Werkzeugwechsler ausgestattet ist, wobei eine mit einer Auswerteeinheit in Verbindung stehende optoelektronische Einrichtung vorgesehen ist. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind die optoelektronische Einrichtung (7) und die Auswerteeinheit (11) an/in dem Werkzeugmagazin (2) angeordnet und ein der Kontrolle des Werkzeuges (5) dienendes optoelektronisches Signal ist bei sich außerhalb des Bearbeitungsraumes (10) befindendem Werkzeug (5) erzeugbar. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass je ein der Kontrolle des Werkzeuges (5) dienendes optoelektronisches Signal vor dem Hineinbewegen des Werkzeuges (5) in den Bearbeitungsraum (10) vor Beginn der Bearbeitung und nach dem Herausbewegen des Werkzeuges (5) aus dem Bearbietungsraum (10) nach Beendigung der Bearbeitung an die Auswerteeinheit (11) übermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen an einem Bearbeitungszentrum, das mit einem Werkzeugmagazin, einer Zubringereinheit für den Transport der Werkzeuge zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Bearbeitungsraum des Bearbeitungszentrums sowie einem Werkzeugwechsler ausgestattet ist, wobei eine mit einer Auswerteeinheit in Verbindung stehende optoelektronische Einrichtung vorgesehen ist.
  • Um einen Einsatz fehlerhafter Zerspanungswerkzeuge an Werkzeugmaschinen zu verhindern, ist es bekannt, diese vor dem Bearbeitungsprozess zu vermessen bzw. auf Beschädigungen zu kontrollieren. Die Vermessung des Werkzeuges kann sowohl in externen Vorrichtungen als auch an der Werkzeugmaschine selbst durchgeführt werden.
  • Als Beispiel einer außerhalb einer Bearbeitungsmaschine stattfindenden Vermessung sei die DE 196 29 616 C2 angeführt. Zur Durchführung der Messung wird das Werkzeug der Bearbeitungsmaschine entnommen und in dem Werkzeughalter eines Einstellgerätes fixiert. Hier wird das Werkzeug von einer Kamera detektiert, von der aus die aktuelle Geometrie an einen Rechner geleitet und ausgewertet wird.
  • Durch die externe Vermessung der Maschinenwerkzeuge entsteht ein hoher Entnahme-, Transport- und Zeitaufwand.
  • Eine in eine steuerbare Bearbeitungsmaschine einbaubare Vorrichtung zum Vermessen von Maschinenwerkzeugen wird in DE 199 42 980 A1 offenbart. Hierbei findet der Messvorgang direkt im Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine statt.
  • Das bedeutet eine Verringerung des baulichen Aufwandes gegenüber der externen Vermessung, da das Werkzeughaltesystem sowie die verlaufgesteuerten Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine genutzt werden können. Die Messeinrichtung ist auf dem Bearbeitungstisch angeordnet und umfasst eine Video-Kamera und eine Lichtquelle, welche voneinander beabstandet auf einem Trägerbauteil befestigt sind. Die aktuelle Geometrie des Werkzeuges wird von der Messeinrichtung an einen außerhalb der Bearbeitungsmaschine befindlichen, mit deren Steuerung verbundenen, Rechner zur Auswertung geleitet. Im Rechner ist die unabhängig von der aktuellen Messung ermittelte Geometrie jedes Werkzeuges eines Werkzeugmagazins gespeichert. Außerdem enthält der Rechner ein anhand der abgespeicherten Geometrie erstelltes Programm, nach dem das Werkzeug zur Messeinrichtung in eine Ausgangsposition bzw. Nullstellung verfahrbar und innerhalb des Bereiches der Messeinrichtung positionierbar ist.
  • Nachdem das Werkzeug von dem Werkzeugwechsler aus dem Werkzeugmagazin entnommen wurde, wird es zur Werkzeughalterung der Bearbeitungsmaschine geführt. Es beginnt eine Positionierung des Werkzeuges zur und in der Messeinrichtung durch das von der werkzeugspezifisch abgespeicherten Geometrie geprägte Verfahr- und Positionierprogramm und die daraus resultierenden Bewegungen des Bearbeitungstisches und der Werkzeughalterung gemäß den Stellachsen x, y, z. Nach dem Vergleich der jeweils detektierten aktuellen Geometrie mit der abgespeicherten Geometrie im Rechner werden Korrektur-Werte erzeugt, die an die Steuerung der Bearbeitungsmaschine weitergeleitet werden. Das anschließende Ansteuern der Stellachse x, y, z gemäß Initialisierung des Rechners und die Aktivierung des Werkzeugwechslers führen zum Abschluss des Messvorgangs, indem das Werkzeug wieder die Ausgangsstellung im Werkzeugmagazin erreicht. Der nächste Messvorgang mit dem nächsten Werkzeug kann beginnen. Sind alle Werkzeuge des Werkzeugmagazins vermessen, wird die Messeinrichtung aus dem Arbeitsraum der Bearbeitungsmaschine entfernt.
  • Daraus ist ersichtlich, dass diese Lösung einen großen gerätetechnischen und zeitlichen Aufwand erfordert. Die Messeinrichtung muss für jeden Messvorgang erst in die Bearbeitungsmaschine eingebaut und nach Beendigung der Vermessung wieder aus dem Arbeitsraum entfernt werden.
  • Insbesondere für den Fall, dass keine Vermessung der Werkzeuge nötig ist, sondern lediglich eine Überprüfung auf Beschädigungen, insbesondere auf Werkzeugbruch, erfolgen soll, ist diese Einrichtung zu kostspielig und aufwändig.
  • Eine Einrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen auf Beschädigungen wird in der US 5,189,625 beschrieben. Hierbei sind wenigstens zwei Kameras in zwei orthogonal zueinander verlaufenden Ebenen im Bearbeitungsraum der Maschine angeordnet und fertigen jeweils ein Bild vor und nach der Bearbeitung von jedem Werkzeug an. Diese Bilder werden verglichen und einer Auswerteeinheit zugeführt, wo sie in entsprechende Signale umgewandelt werden.
  • Auch bei dieser Lösung findet die Kontrolle der Werkzeuge innerhalb des Bearbeitungsraumes der Maschine statt, wobei das zu kontrollierende Werkzeug in deren Werkzeugaufnahme angeordnet ist.
  • Die bekannten Anordnungen der optoelektronischen Einrichtung im Bearbeitungsraum der Maschine haben den Nachteil, dass sie entweder nur zum Zwecke der Vermessung oder Kontrolle der Werkzeuge in die Maschine eingebaut und anschließend wieder ausgebaut werden und dadurch mit einem großen Zeitaufwand verbunden sind, oder dass sie dort stationär eingebaut sind und somit einen Störfaktor im Bearbeitungsprozess darstellen können. Außerdem besteht bei einer Anordnung im Bearbeitungsraum der Maschine eine große Verschmutzungsgefahr für die optoelektronische Einrichtung. Hinzu kommt, dass im Falle des Feststellens einer Beschädigung an dem Werkzeug vor dem eigentlichen Bearbeitungsvorgang das sich bereits in der Werkzeugaufnahme befindende Werkzeug wieder entnommen werden muss, wodurch ein Zeitverlust und zusätzlicher Arbeitsaufwand im Prozess der Bearbeitung eintritt.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen zu schaffen, die bei geringem zeitlichen und baulichen Aufwand eine Überprüfung der Werkzeuge auf Beschädigungen und auf übergroße Durchmesser ermöglichen, ohne in den Bearbeitungsraum der Maschine einzugreifen.
  • Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des 1. und 17. Patentanspruchs gelöst. Weitere Ausgestaltungen zeigen die Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß sind die optoelektronische Einrichtung und die Auswerteeinheit an/in dem Werkzeugmagazin angeordnet und ein der Kontrolle des Werkzeuges dienendes optoelektronisches Signal ist bei sich außerhalb des Bearbeitungsraumes befindendem Werkzeug erzeugbar.
  • Dabei befindet sich das Werkzeug bei der Ausgabe des optoelektronischen Signals in der Zubringereinheit.
  • Die optoelektronische Einrichtung weist wenigstens eine Kamera auf, die koaxial zu der Längsachse des sich in der Zubringereinheit befindenden Werkzeuges sowie orthogonal zu einer optischen, durch den Mittelpunkt des Objektives der Kamera verlaufenden Achse bewegbar angeordnet ist.
  • Außerdem weist die optoelektronische Einrichtung wenigstens zwei Lichtquellen auf, die symmetrisch zu der optischen Achse angeordnet sind. Für den Erhalt einer optimalen Beleuchtung sind die Lichtquellen in einem definierten Winkel zur optischen Achse angeordnet.
  • Die optische Achse befindet sich sowohl bei Werkzeugen mit horizontal verlaufender Längsachse als auch bei Werkzeugen mit vertikal verlaufender Längsachse in einer horizontalen Ebene, wobei sie die Längsachse des Werkzeuges orthogonal schneidet.
  • Die Kamera ist in wenigstens eine definierte erste Position bewegbar. Sie kann aber auch in wenigstens zwei definierte Positionen bewegbar sein, wobei jede Position der Kamera einem definierten Bereich von Werkzeuglängen zuordenbar ist. Ebenso ist in den Positionen der Kamera ein definierter Bereich von Werkzeugdurchmessern erfassbar. Die das Werkzeug tragende Zubringereinheit ist in einer der jeweiligen Position der Kamera zuordenbaren Stellung positionierbar.
  • Die optoelektronische Einrichtung ist an einem lösbar mit dem Werkzeugmagazin verbundenen Trägerbauteil befestigt. Mittels eines Schlittens ist sie dabei an dem Trägerbauteil beweglich angeordnet.
  • Die Auswerteeinheit ist in den im Werkzeugmagazin befindlichen und der steuerungstechnischen Ausrüstung des Werkzeugmagazins dienenden Rechner integriert.
  • Es ist auch möglich, dass die optoelektronische Einrichtung wenigstens zwei Kameras aufweist, die in wenigstens zwei Positionen anordenbar oder bewegbar sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird je ein der Kontrolle des Werkzeuges dienendes optoelektronisches Signal vor dem Hineinbewegen des Werkzeuges in den Bearbeitungsraum vor Beginn der Bearbeitung und nach dem Herausbewegen des Werkzeuges aus dem Bearbeitungsraum nach Beendigung der Bearbeitung an die Auswerteeinheit übermittelt. Die das Werkzeug tragende Zubringereinheit wird vor dem Hineinfahren in den Bearbeitungsraum sowie nach dem Herausfahren aus dem Bearbeitungsraum in einer definierten Position angehalten, wobei jeweils ein optoelektronisches Signal ausgesendet wird und die beiden Signale von der an dem Werkzeugmagazin angebrachten optoelektronischen Einrichtung an die in dem Werkzeugmagazin angeordnete Auswerteeinheit übermittelt und dort miteinander verglichen werden. Das optoelektronische Signal wird hierbei durch eine Bildaufnahme einer Kamera von dem Werkzeug jeweils vor und nach der Bearbeitung erzeugt. Die Auswerteeinheit wird in den im Werkzeugmagazin befindlichen, dessen steuerungstechnischen Ausrüstung dienenden Rechner integriert. Die optoelektronische Einrichtung wird koaxial zu der Längsachse des sich in der Zubringereinheit befindenden Werkzeuges bewegt. Dabei wird sie an einem mit dem Werkzeugmagazin verbundenen Trägerbauteil in eine Position gegenüber dem Werkzeug bewegt, in denen das optoelektronische Signal ausgesendet und an die Auswerteeinheit übermittelt wird. Die optoelektronische Einrichtung wird mittels eines an dem Trägerbauteil befestigten Schlittens bewegt.
  • Es kann auch eine Werkzeugerkennung stattfinden, indem ein Vergleich mit den im Speicher der Auswerteeinheit abgelegten Referenzbildern stattfindet und dadurch die Form des Werkzeuges erkannt wird.
  • Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1: eine schematische Darstellung des Bearbeitungszentrums mit Werkzeugmagazin, Zubringereinheit und Werkzeugwechsler
  • 2: Anordnung des Trägerbauteiles mit der optoelektronischen Einrichtung am Werkzeugmagazin in der Vorderansicht
  • 3: Anordnung des Trägerbauteiles mit der optoelektronischen Einrichtung am Werkzeugmagazin in der Seitenansicht
  • 4: prinzipieller Aufbau der optoelektronischen Einrichtung in der horizontalen Ebene
  • 5: prinzipieller Aufbau der optoelektronischen Einrichtung in der Draufsicht
  • Ein Bearbeitungszentrum 1 besitzt ein Werkzeugmagazin 2, eine Zubringereinheit 3 und eine Werkzeugwechseleinheit 4. Im Werkzeugmagazin 2 befinden sich Werkzeuge 5, beispielsweise Bohrer, die zum Zwecke der Werkstückbearbeitung in eine Werkzeugaufnahme einer hier nicht näher dargestellten Arbeitsspindel des Bearbeitungszentrums 1 einsetzbar sind. Die Zubringereinheit 3 dient dem Transport der Werkzeuge 5 zwischen dem Werkzeugmagazin 2 und der Werkzeugwechseleinheit 4, die das Werkzeug 5 in die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel einsetzt bzw. von dort entnimmt.
  • In dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das von der Zubringereinheit 3 erfasste Werkzeug 5 sich in einer waagerechten Stellung befindet.
  • An dem Werkzeugmagazin 2 ist ein Trägerbauteil 6 befestigt, an dem eine optoelektronische Einrichtung 7, bestehend aus einer Kamera 8 und zwei Lichtquellen 9 und 9.1, angebracht ist. Die durch den Mittelpunkt des Objektivs 8.1 der Kamera 8 gerichtete optische Achse o verläuft dabei orthogonal zu der Längsachse a des sich in der Zubringereinheit 3 befindenden Werkzeuges 5. Die Lichtquellen 9, 9.1 sind in einer vertikalen Ebene als obere bzw. untere Beleuchtung symmetrisch zu der horizontalen optischen Achse o angeordnet.
  • In der horizontalen Ebene ist die Kamera 8 quer zu der optischen Achse o in eine Position P1 bzw. in eine Position P2 bewegbar. Diese Bewegung der Kamera 8 auf dem Trägerbauteil 6 wird mittels eines Schlittens 6.1, der beispielsweise über einen Pneumatikzylinder angetrieben wird, verwirklicht.
  • Die sich außerhalb eines Bearbeitungsraumes 10 der Bearbeitungsmaschine 1 befindende optoelektronische Einrichtung 7 ist mit einer Auswerteeinheit 11 verbunden, die in einen im Werkzeugmagazin 2 befindlichen Rechner 12 integriert ist. Dieser Rechner 12 gehört zur steuerungstechnischen Ausrüstung des Werkzeugmagazins 2. Zur Unterbringung der Auswerteeinheit 11, die neben einer Vorbereitungseinheit zur Verarbeitung der elektrischen Signale noch eine Software zu deren Auswertung aufweist, ist somit kein zusätzlicher baulicher Aufwand nötig.
  • Soll nun ein Werkzeug 5 zum Zwecke der Werkstückbearbeitung in die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel des Bearbeitungszentrums 1 eingesetzt werden, wird es zunächst von der Zubringereinheit 3 aus dem Werkzeugmagazin 2 entnommen.
  • Auf dem Weg zu der Werkzeugaufnahme – noch außerhalb des Bearbeitungsraumes 10 des Bearbeitungszentrums 1 und auf Höhe der sich in Position P1 oder Position P2 befindenden Kamera 8 – erhält die Zubringereinheit 3 von dem Rechner 12 das Signal zum Anhalten. Ob die Kamera 8 die erste Position P1 oder die zweite Position P2 einnimmt, hängt dabei von der Soll-Länge des Werkzeuges 5 ab. Es wird ein erstes Bild von dem sich in der Zubringereinheit 3 befindenden Werkzeug 5 aufgenommen. Diese als Referenzbild dienende Aufnahme wird an die in dem Rechner 12 integrierte Auswerteeinheit 11 weitergeleitet und dort abgespeichert.
  • Dabei befindet sich die Kamera 8 in so einem Abstand zu dem zu kontrollierenden Werkzeug 5, dass in der ersten Position P1 eine Werkzeuglänge l1 bzw. ein Werkzeugdurchmesser d bis zu 430 mm mit einem Bild erfasst werden kann. Der Erfassungskegel EK der Kamera ist in 4 und 5 dargestellt. Damit auch Werkzeuge 5 mit einer Werkzeuglänge l2 bis zu 800 mm Länge erkannt werden können, ist die Kamera 8 in der horizontalen Ebene auf dem Trägerbauteil 6 in die zweite Position P2 bewegbar. Diese Bewegung der Kamera 8 erfolgt automatisch in Abhängigkeit von der Soll-Länge des Werkzeuges 5. Das Bild wird dabei von der Spitze des Werkzeuges 5 aufgenommen. Mit der Bestimmung der Werkzeuglänge l1, l2 kann ein gebrochenes Werkzeug 5 erkannt werden.
  • Eine weitere durch die Erfindung ermöglichte Kontrolle des Werkzeuges 5 ist die Erkennung eines zu großen Werkzeugdurchmessers d. Beim Einsatz eines Werkzeuges 5 mit einem einen bestimmten Grenzwert überschreitenden Werkzeugdurchmesser d kann es zu Havarien im Bearbeitungsprozess kommen, wenn dieses mit unzulässig hoher Drehzahl betrieben wird. Durch die Erkennung des Werkzeugdurchmessers d kann das verhindert werden.
  • Eine entsprechende Auflösung der Kamera 8 ist natürlich eine Voraussetzung für den Erhalt deutlicher Bilder.
  • Zur Gewährleistung einer optimalen Beleuchtung des Werkzeuges 5 sind die beiden Lichtquellen 9, 9.1 jeweils in einem Winkel von 44° zu der optischen Achse o geneigt. Sie sind in einem derartigen Abstand zu dem Werkzeug 5 angeordnet, dass das Sichtfeld der Kamera 8 nicht eingeschränkt wird und die höchste Lichtstärke auf der Werkzeugkontur erzielt wird. Zudem ermöglichen die verwendeten Lichtquellen 9, 9.1 (LED) eine homogene Beleuchtung auf Grund des erzeugten Linienlichtes.
  • Die Beleuchtung der Werkzeugkontur reicht bis zu einem Werkzeugdurchmesser d von 430 mm. Die Lichtkegel LK1 und LK2 der oberen und der unteren Lichtquelle 9, 9.1 sind in 5 dargestellt. Die Anordnung der beiden Lichtquellen 9, 9.1 ist außerdem so gewählt, dass alle zum Einsatz kommenden Werkzeugtypen optimal beleuchtet werden. Durch Schwärzen der Teile im Hintergrund können ungewollte Reflektionen verhindert und Gegenstände ausgeblendet werden.
  • Nachdem das bei dem Fotografieren erzeugte elektrische Signal an die Auswerteeinheit 11 weitergeleitet und dort im Speicher abgelegt wurde, erfolgt die Übergabe des Werkzeuges 5 von der Zubringereinheit 3 an die sich innerhalb des Bearbeitungsraumes 10 des Bearbeitungszentrums 1 befindende Werkzeugwechseleinheit 4, die das Werkzeug 5 in die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel einsetzt.
  • Nach der Beendigung des Bearbeitungsvorganges wird das Werkzeug 5 von der Werkzeugwechseleinheit 4 aus der Werkzeugaufnahme entnommen und an die sich außerhalb des Bearbeitungsraumes 10 befindende Zubringereinheit 3 übergeben. Hier wird die Zubringereinheit 3 an der gleichen Stelle (Position P1 oder P2 der Kamera 8) angehalten, an der bereits das dem Soll-Zustand entsprechende Bild von dem Werkzeug 5 vor dem Hineinbewegen in den Bearbeitungsraum 10 aufgenommen wurde. Nun wird hier ein zweites, dem Ist-Zustand entsprechendes Bild von dem Werkzeug 5 nach der Werkstücksbearbeitung aufgenommen. Das dabei ausgelöste elektrische Signal wird wieder an die im Rechner 12 des Werkzeugmagazins 2 installierte Auswerteeinheit 11 geleitet und ausgewertet. Es wird hierbei das zweite, dem Ist-Zustand entsprechende Bild des Werkzeuges 5 mit dem ersten, dem Soll-Zustand entsprechenden Bild verglichen.
  • Die gewählte Entfernung der Kamera 8 zu dem von der Zubringereinheit 3 gehaltenen Werkzeug 5 und das Positionieren der Kamera 8 in den beiden Positionen P1 und P2 ermöglicht die Kontrolle von Werkzeugen bis zu einer Länge von 800 mm und mit einem Durchmesser bis 430 mm. Wie weiter oben bereits beschrieben, bedeuten kurze Werkzeuge – Kamera 8 in Position P1, lange Werkzeuge – Kamera 8 in Position P2. Es ist ausreichend, wenn die Spitze des Werkzeuges 5 erfasst wird.
  • Erkannt wird das Werkzeug 5 mit einem zu großen Werkzeugdurchmesser d dadurch, dass ein definierter Fensterbereich auf dem Bildschirm der sich im Rechner 12 befindenden Auswerteeinheit 11 überschritten wird.
  • Es ist auch möglich, die Kamera 8 in weitere Positionen innerhalb der horizontalen Ebene zu bewegen. Zur Feststellung auf Werkzeugbruch bzw. eines übergroßen Werkzeugdurchmessers sind bei den verwendeten Werkzeuggrößen zwei Positionen ausreichend.
  • Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel findet eine einzige Kamera 8 Verwendung. Es ist aber auch möglich, mehrere Kameras 8 einzusetzen. Damit ist eine größere Genauigkeit erzielbar. Während z.B. bei der Verwendung von einer Kamera eine Genauigkeit von +–2 mm, bei 2 Kameras eine Genauigkeit von +–1,5 mm erreicht werden kann, ist bei einer Anordnung von 4 Kameras eine Genauigkeit von +–0,2 mm erzielbar.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren ermöglichen nicht nur die Erkennung von Werkzeugbeschädigungen und übergroßen Werkzeugen, sondern können auch für die Werkzeugerkennung genutzt werden.
  • So kann bei dem Vergleich mit den im Speicher der Auswerteeinheit 11 abgelegten Referenzbildern nicht nur die Größe, sondern auch die Form des Werkzeuges 5 erkannt werden.
  • Durch die Bildverarbeitung in der Auswerteeinheit 11 im Werkzeugmagazin 2 kann somit auch ein fehlerhaftes Einwechseln von Werkzeugen 5 in die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel des Bearbeitungszentrums 1 verhindert werden.
  • Es ist auch möglich, in die optoelektronische Einrichtung 7 und die zugehörige Auswerteeinrichtung 11 Vermessungsaufgaben einzuarbeiten (Durchmesser- und Längenmessung), so dass nicht nur eine Überprüfung auf Beschädigungen und Übergröße, sondern auch eine Messung des Werkzeuges 5 stattfinden kann.
  • In dem angeführten Ausführungsbeispiel wird die Bewegung der Kamera 8 in einer horizontalen Ebene in zwei Positionen P1 und P2 beschrieben.
  • Genau so, wie das Positionieren der Kamera 8 in mehr als zwei Positionen möglich ist, kann das Trägerbauteil 6 derart an dem Werkzeugmagazin 2 angeordnet werden, dass eine Bewegung der Kamera 8 in einer vertikalen Ebene verwirklicht werden kann. Damit wäre dann die Kontrolle von Werkzeugen 5 mit vertikaler Längsachse a durchführbar.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen in der relativ einfach herzustellenden, preisgünstigen und sicheren Lösung. Ohne zusätzliche Maschinenstillstandszeiten und mit nur geringem baulichen Aufwand kann eine Kontrolle der Werkzeuge auf Beschädigungen und auf Übergröße durchgeführt werden. Dabei findet eine Integration der gesamten Bildverarbeitungshardware in den im Werkzeugmagazin befindlichen PC statt. Die außerhalb des Bearbeitungsraumes stattfindende Werkzeugkontrolle ermöglicht eine Integration in den Bearbeitungsprozess ohne diesen zu stören oder zu unterbrechen. Die Gefahr einer Verschmutzung und damit eines möglichen Ausfalls der optoelektronischen Einrichtung kann ebenfalls reduziert werden.

Claims (24)

  1. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen an einem Bearbeitungszentrum, das mit einem Werkzeugmagazin (2), einer Zubringereinheit (4) für den Transport der Werkzeuge (5) zwischen dem Werkzeugmagazin (2) und dem Bearbeitungsraum (10) des Bearbeitungszentrums (1) sowie einem Werkzeugwechsler (4) ausgestattet ist, wobei eine mit einer Auswerteeinheit (11) in Verbindung stehende optoelektronische Einrichtung (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) und die Auswerteeinheit (11) an/in dem Werkzeugmagazin (2) angeordnet sind und ein der Kontrolle des Werkzeuges (5) dienendes optoelektronisches Signal bei sich außerhalb des Bearbeitungsraumes (10) befindendem Werkzeug (5) erzeugbar ist.
  2. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Werkzeug (5) bei Erzeugung des optoelektronischen Signals in der Zubringereinheit (3) befindet.
  3. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) wenigstens eine Kamera (8) aufweist, die koaxial zu der Längsachse (a) des sich in der Zubringereinheit (3) befindenden Werkzeuges (5) sowie orthogonal zu einer optischen, durch den Mittelpunkt des Objektives (8.1) der Kamera (8) verlaufenden Achse (o) bewegbar angeordnet ist.
  4. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) wenigstens zwei Lichtquellen (9, 9.1) aufweist, die symmetrisch zu der optischen Achse (o) angeordnet sind.
  5. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (9,9.1) in einem definierten Winkel (a) zu der optischen Achse (o) angeordnet sind.
  6. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (o) sowohl bei Werkzeugen (5) mit horizontal verlaufender Längsachse (a) als auch bei Werkzeugen (5) mit vertikal verlaufender Längsachse (a) sich in einer horizontalen Ebene befindet.
  7. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Achse (o) die Längsachse (a) des Werkzeuges (5) orthogonal schneidet.
  8. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (8) in wenigstens eine definierte Position (P1) bewegbar ist.
  9. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (8) in wenigstens zwei definierte Positionen (P1, P2) bewegbar ist.
  10. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass jede Position (P1, P2) der Kamera (8) einem definierten Bereich von Werkzeuglängen (l1, l2) zuordenbar ist.
  11. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in den Positionen (P1, P2) ein definierter Bereich von Werkzeugdurchmessern (d) erfassbar ist.
  12. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die das Werkzeug (5) tragende Zubringereinheit (3) in einer der jeweiligen Position (P1, P2) der Kamera (8) zuordenbaren Stellung positionierbar ist.
  13. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) an einem lösbar mit dem Werkzeugmagazin (2) verbundenen Trägerbauteil (6) befestigt ist.
  14. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) mittels eines Schlittens (6.1) an dem Trägerbauteil (6) beweglich angeordnet ist.
  15. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) in den im Werkzeugmagazin (2) befindlichen und der steuerungstechnischen Ausrüstung des Werkzeugmagazins (2) dienenden Rechner (12) integriert ist.
  16. Vorrichtung zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) wenigstens zwei Kameras (8) aufweist, die in wenigstens zwei Positionen (P1, P2) anordenbar oder bewegbar sind.
  17. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen an einem Bearbeitungszentrum, das mit einem Werkzeugmagazin (2), einer Zubringereinheit (3) für den Transport der Werkzeuge (5) zwischen dem Werkzeugmagazin (2) und dem Bearbeitungsraum (10) des Bearbeitungszentrums (1) sowie einem Werkzeugwechsler (4) ausgestattet ist, wobei eine mit einer Auswerteeinheit (11) in Verbindung stehende optoelektronische Einrichtung (7) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass je ein der Kontrolle des Werkzeuges (5) dienendes optoelektronisches Signal – vor dem Hineinbewegen des Werkzeuges (5) in den Bearbeitungsraum (10) vor Beginn der Bearbeitung und – nach dem Herausbewegen des Werkzeuges (5) aus dem Bearbeitungsraum (10) nach Beendigung der Bearbeitung an die Auswerteeinheit (11) übermittelt wird.
  18. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die das Werkzeug (5) tragende Zubringereinheit (3) vor und nach der Bearbeitung außerhalb des Bearbeitungsraumes (10) in einer definierten Position angehalten wird, wobei jeweils ein optoelektronisches Signal ausgesendet wird und die beiden Signale von der an dem Werkzeugmagazin (2) angebrachten optoelektronischen Einrichtung (7) an die in dem Werkzeugmagazin (2) angeordnete Auswerteeinheit (11) übermittelt und dort miteinander verglichen werden.
  19. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das optoelektronische Signal durch ein von einer Kamera (8) von dem Werkzeug (5) vor und nach der Bearbeitung jeweils in einer gleichen Position (P1) oder (P2) aufgenommenes Bild erzeugt wird.
  20. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (11) in den im Werkzeugmagazin (2) befindlichen, der steuerungstechnischen Ausrüstung des Werkzeugmagazins (2) dienenden Rechner (12) integriert wird.
  21. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) koaxial zu der Längsachse (a) des sich in der Zubringereinheit (3) befindenden Werkzeuges (5) bewegt wird.
  22. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) an einem mit dem Werkzeugmagazin (2) verbundenen Trägerbauteil (6) in Abhängigkeit von den Abmessungen des Werkzeuges (5) in die Position (P1) oder die Position (P2) bewegt wird.
  23. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die optoelektronische Einrichtung (7) mittels eines an dem Trägerbauteil (6) befestigten Schlittens (6.1) bewegt wird.
  24. Verfahren zur Kontrolle von Werkzeugen nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkzeugerkennung stattfindet, indem ein Vergleich mit den im Speicher der Auswerteeinheit (11) abgelegten Referenzbildern stattfindet und dadurch die Form des Werkzeuges (5) erkannt wird.
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