DE1142776B

DE1142776B - Installation on cutting machine tools with workpiece and tool projected onto a screen and with phantom reflection

Info

Publication number: DE1142776B
Application number: DEV10237A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Friedrich Papke
Original assignee: Voigtlander AG
Current assignee: Voigtlander AG
Priority date: 1956-02-24
Filing date: 1956-02-24
Publication date: 1963-01-24

Description

Einrichtung an spanabhebenden Werkzeugmaschinen mit auf einen Bildschirm projizierten Werkstück und Werkzeug und mit Phantomeinspiegelung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an spanabhebenden Werkzeugmaschinen, bei der das Werkzeug und das Werkstück an ihrem Eingriffsort durch Projektion optisch vergrößert auf einem Bildschirm sichtbar sind und bei der mittels eines zusätzlichen Strahlenganges gleichzeitig von einem die arbeitende Zone des Werkzeuges versinnbildlichenden Phantom auf dem gleichen Bildschirm ein ständig scharfes Abbild erzeugt ist, das mit dem nur zeitweilig scharfen Abbild des Werkzeuges ständig in Übereinanderlage bringbar ist, nach Patent 975 781.Equipment on cutting machine tools with on a screen projected workpiece and tool and with phantom reflection The invention relates on a device on cutting machine tools in which the tool and the workpiece at its point of engagement is optically enlarged by projection are visible on a screen and by means of an additional beam path at the same time from a phantom symbolizing the working zone of the tool a constantly sharp image is produced on the same screen, which with the only temporarily sharp image of the tool can be constantly placed one on top of the other is, according to patent 975,781.

Aufgabe der Erfindung ist es, die vorgenannte Einrichtung hinsichtlich des Phantoms selbst zu verbessern. Die Übereinstimmung der Kontur des Werkzeuges mit dem Phantom kann nämlich immer nur eine vorübergehende sein, da das Werkzeug (z. B. die Schleifscheibe) durch die Bearbeitung des Werkstückes einem ständigen Abrieb unterliegt. Dadurch wird besonders bei feinen Arbeiten oder bei der Bearbeitung nicht projizierbarer Werkstücke (senkrechte Flanken von Rotationsprofilen) eine Unsicherheit in den Arbeitsvorgang hineingebracht. Es wird ein dauerndes Kontrollieren des Werkzeuges und seines Phantoms nötig, und das kann recht umständlich werden. Es erwächst somit die Aufgabe, das Phantom der sich verändernden Eingriffszone des Werkzeuges ständig oder zumindest in gewissen, den praktischen Gegebenheiten und Genauigkeitsanforderungen entsprechenden Zeitabständen anzupassen und dafür eine leichte bedienbare Vorrichtung zu schaffen, die den spanabhebenden Arbeitsvorgang der Maschine möglichst wenig verzögert bzw. unterbricht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Phantom bewegbar an seiner Haltevorrichtung gelagert und gegen das Werkzeug so weit heranführbar ist, daß das Werkzeug selbst die Kontur des Phantoms entsprechend der Abnutzung des Werkzeuges korrigiert.The object of the invention is the aforementioned device with regard to of the phantom itself to improve. The conformity of the contour of the tool with the phantom there can only be a temporary one, since the tool (e.g. the grinding wheel) by machining the workpiece a constant Subject to abrasion. This is particularly useful for fine work or processing non-projectable workpieces (vertical flanks of rotation profiles) a Introduced uncertainty into the work process. It will be constant checking of the tool and its phantom, and that can be quite cumbersome. The task arises, therefore, of the phantom of the changing engagement zone of the Tool constantly or at least in certain, the practical conditions and Accuracy requirements to adapt corresponding time intervals and for this a easy to use device to create the machining operation the machine is delayed or interrupted as little as possible. This object is achieved according to the invention solved in that the phantom is movably mounted on its holding device and can be brought so far towards the tool that the tool itself has the contour of the phantom corrected according to the wear and tear of the tool.

Im Hauptpatent ist zwar auch schon eine gewisse Verschieblichkeit des Phantoms in seiner Ebene vorgesehen. Dort handelt es sich jedoch nur um kleine Verschiebebeträge, die eine Justierung der Lage des Phantoms zum Ziel hat, damit dessen projiziertes Bild mit dem projizierten Bild des Werkzeuges auf dem Bildschirm genau zur Deckung gebracht wird. Eine Änderung bzw. Korrektur des Umrisses des Phantoms zum Zweck der Angleichung an die jeweilige Ist-Form des Werkzeuges ist dort weder beabsichtigt noch mit den im bekannten Falle vorgesehenen Mitteln durchführbar.In the main patent there is also a certain shiftability of the phantom provided in its plane. However, there are only small ones Shift amounts aimed at adjusting the position of the phantom, thus its projected image with the projected image of the tool on the screen is brought exactly to congruence. A change or correction to the outline of the phantom for the purpose of adapting it to the actual shape of the tool, there is neither intended still feasible with the means provided in the known case.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient zur Verschiebung des Phantoms gegen das Werkzeug ein zwischen festen Anschlägen bewegbarer Schlitten, der die Bewegung des Phantoms um einen Betrag ermöglicht, welcher etwa der versetzten Lage der für seine Einspiegelung bestimmten optischen Achse gegenüber der optischen Achse des abbildenden Systems entspricht. Dabei ist es zweckmäßig, daß die Schlittenführung gegen die optische Achse des Abbildungssystems in einem Winkel zwischen 0 und 90° geneigt ist.According to a preferred embodiment of the invention, it is used for displacement of the phantom against the tool a slide movable between fixed stops, which enables the phantom to move by an amount approximately equal to that of the offset Position of the optical axis intended for its reflection in relation to the optical axis Corresponds to the axis of the imaging system. It is useful that the slide guide to the optical axis of the imaging system at an angle between 0 and 90 ° is inclined.

Man kann den erwähnten Schlitten auch so ausbilden und anordnen, daß die Schlittenführung für die Bewegung des Phantoms nur mit einem äußeren, die Projektionslage bestimmenden Anschlag ausgestattet ist, während die Eingriffslage für die Profilkorrektur des Phantoms durch dessen Aufsetzen auf das Werkstück bzw. Indeckungbringen mit dem Werkstück erfolgt.You can train and arrange the carriage mentioned so that the slide guide for the movement of the phantom only with an outer, the projection position defining stop is equipped, while the position of engagement for the profile correction the phantom by placing it on the workpiece or bringing it into alignment the workpiece.

Der Phantomhalter erfüllt seinen Zweck auch, wenn er ohne Schlitten ausgebildet ist, dafür aber das Phantom schwenkbar trägt und seine Schwenkbewegung die Verlagerung des Phantoms aus der Eingriffsebene in die Einspiegelungsebene bewirkt. Die Lage des Halters und die Länge des Phantoms sind in diesen Fällen sinngemäß vorzusehen.The phantom holder also fulfills its purpose if it is without a slide is designed, but carries the phantom pivotable and its pivoting movement causes the phantom to be shifted from the plane of engagement into the plane of reflection. The position of the holder and the length of the phantom are analogous in these cases to be provided.

Um bei automatisch oder halbautomatisch funktionierenden Vorrichtung für das Nacharbeiten der Kontur des Phantoms dieses im geeigneten Zeitpunkt an das Werkzeug heranzuführen, welches eine in Richtung auf das Werkstück hin- und hergehende Bewegung ausführt, wird ein Getriebe vorgesehen, das die Anstellung des Phantoms in die Eingriffsebene über Kurvensteuerungen, Sperrgetriebe od. dgl. nach voreingestellten Zeiten zwangläufig mit der genannten oszillierenden Werkzeugbewegung koppelt. Die Ausführung einer derartigen Getriebeanordnung kann dabei mit den im Werkzeugmaschinenbau üblichen und an sich bekannten Mitteln erreicht werden.To with automatic or semi-automatic functioning device for reworking the contour of the phantom at the appropriate time to the Bring up the tool, which is a reciprocating in the direction of the workpiece Movement executes, a gear is provided that the employment of the phantom into the level of intervention via cam controls, locking gears or the like. after preset times with the mentioned oscillating tool movement couples. The execution of such a gear arrangement can be done with the im Machine tool construction usual and known means can be achieved.

Als Phantom wird, wie auch im Hauptpatent angegeben, zweckmäßig ein dünnes, streifenförmiges Blech gewählt. Damit es die erfindungsgemäße Bearbeitung seiner Stirnkante durch das Werkzeug gut aushält, faßt man es bis auf die Stirnseite mit einem Versteifungsrahmen ein. Bei parallel zum Projektionsstrahlengang verlaufender Bewegung des Werkzeuges kann das Phantom, z. B. der Blechstreifen, beliebige Materialstärke haben, denn die Oberfläche dieses Bleches kann zu ihrer Abbildung jeweils in der Schärfenebene des Objektivs angeordnet sein, so daß eine Scharfe Abbildung der Phantomkonturen möglich ist. Für die Benutzung der Durchlichtbeleuchtung zur Projektion empfiehlt sich gegebenenfalls die Verwendung eines bearbeitungsfähigen durchsichtigen Materials für den Phantomkörper. Sollen auf der Maschine Profile unter Anwendung von Hinterdreharbeiten hergestellt werden, so kann das durchsichtige Phantommaterial eine spiegelnde Schicht als Auflage erhalten. Im speziellen Fall von Hinterschleifarbeiten unter Verwendung der Durchlichtbeleuchtung kann dabei die untere Fläche des durchsichtigen Phantommaterials mit einem solchen Spiegelbelag, naturgemäß unter Freilassung der profilierten Kante, versehen sein. Dies deshalb, weil sich in solchen Fällen das Werkzeug nicht parallel zum Projektionsstrahlengang bewegt und somit keine scharfe Abbildung des Phantoms erzielbar wäre. Die Korrektur des Phantoms muß daher möglichst nahe der Ebene der Werkstückoberfläche vorgenommen werden. Theoretisch könnte dies mit einem Phantom unendlich dünner Materialstärke erfolgen. Um dem möglichst nahe zu kommen, wird das eigentliche Phantom als undurchsichtiger Belag, z. B. als Lack- oder Spiegelschicht, ausgeführt , und an der Unterseite eines dickeren transparenten Körpers, der der Träger des Belags ist, angeordnet.As indicated in the main patent, it is expedient to use a phantom thin, strip-shaped sheet metal selected. So that it is the processing according to the invention can withstand its front edge well by the tool, you grasp it up to the front side with a stiffening frame. When running parallel to the projection beam path Movement of the tool can move the phantom, e.g. B. the sheet metal strip, any material thickness have, because the surface of this sheet can be shown in the The focal plane of the lens can be arranged so that a sharp image of the phantom contours is possible. Recommended for the use of transmitted light illumination for projection consider using a machinable clear material if necessary for the phantom body. Shall profiles on the machine using back-turning work are produced, the transparent phantom material can be a reflective layer received as an edition. In the special case of relief grinding work using the transmitted light illumination can be the lower surface of the transparent phantom material with such a mirror covering, naturally leaving the profiled edge free, be provided. This is because in such cases the tool is not parallel moved to the projection beam path and thus no sharp image of the phantom would be achievable. The correction of the phantom must therefore be as close as possible to the plane of the Workpiece surface are made. In theory this could be done with a phantom infinitely thin material thickness. In order to get as close as possible to this, the actual phantom as an opaque coating, e.g. B. as a lacquer or mirror layer, executed, and at the bottom of a thicker transparent body called the Support of the covering is arranged.

Wird für die Vornahme einer anderen spanabhebenden Arbeit auf der Maschine ein neues Werkzeug eingesetzt, das beispielsweise erheblich größere Abmessungen besitzt, beispielsweise eine große Schleifscheibe, so könnte es vorkommen, daß das Werkzeug den Strahlengang für die Phantomeinspiegelung und das Heranführen des Phantoms ans Werkzeug für die Konturenkorrektion stört. Um auch in solchen Fällen die vorhandene Vorrichtung den veränderten Verhältnissen anpassen zu können, sieht die Erfindung vor, für die Phantomeinspiegelung zwei symmetrische Einzelobjektive anzuordnen, die einen telezentrischen Strahlengang zwischen sich erzeugen und die es damit ermöglichen, ohne Beeinträchtigung der Projektion ihren gegenseitigen Abstand derart zu verändern, daß ein Ausgleich für verschiedene Wegelängen zwischen der Lage des Phantoms und der eingespiegelten Schärfenebene bewirkt, ist, wobei zweckmäßig das in Strahlenrichtung an zweiter Stelle angeordnete Objektiv in seiner Brennweite derjenigen des für die Abbildung benutzten Objektivs entspricht. Bei dem schon erwähnten Hinterschleifen des Werkstückes zur Herstellung von Profilen spezieller Bauform hat man gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung die Beleuchtungseinrichtung des Phantoms zweckmäßig so auszubilden, daß nur dessen Unter-Seite projiziert wird, die der zum Projektionsobjektiv hin verlaufenden Strahlenrichtung abgekehrt ist.Used for doing some other machining job on the Machine used a new tool, which, for example, was considerably larger in size owns, for example a large grinding wheel, it could happen that the Tool the beam path for the phantom reflection and the approach of the phantom interferes with the tool for contour correction. In order to use the existing one even in such cases The invention provides for being able to adapt the device to the changed conditions propose to arrange two symmetrical single lenses for the phantom reflection, which create a telecentric beam path between them and thus make it possible to change their mutual distance in such a way without impairing the projection that a compensation for different path lengths between the location of the phantom and of the reflected focal plane is effected, with that in the direction of the beam being expedient secondly arranged lens in its focal length that of the for the The lens used. With the already mentioned relief grinding of the workpiece for the production of profiles of special design you have according to a Another feature of the invention, the lighting device of the phantom is expedient to train so that only its sub-side is projected, that of the projection lens is averted towards extending beam direction.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung kann man durch Anwendung von zusätzlichen Einzelmaßnahmen erreichen. So hat es in zahlreichen Fällen besondere Vorteile in bezug auf das Schirmbild, wenn man die Einspiegelung des Phantoms durch ein im Verhältnis 1. :1 abbildendes optisches System bewirkt. Die erfindungsgemäße optische Einrichtung kann man zum Zwecke der Vergrößerung des Anwendungsbereiches und der Vielfältigkeit der Anwendbarkeit von Fall zu Fall weiter so ausrüsten, daß es möglich ist, die Projektion des Werkstückes und des Phantoms wahlweise umzuschalten auf Durchlicht oder Auflicht oder kombiniertes Licht, wobei es besonders zweckmäßig ist, sämtliche Beleuchtungsstrahlengänge gleichzeitig oder hintereinander einer einzigen Lichtquelle zu entnehmen. Im letztgenannten Falle empfiehlt es sich, die Aufspaltung des Lichtes dieser einzigen Lichtquelle gegebenenfalls durch Interferenzstrahlungsteiler vorzunehmen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, das Werkstück einerseits und das Phantom anderseits mit verschiedenfarbigem Licht zu beleuchten, um auf dem Bildschirm den Kontrast zu erhöhen und die Beobachtung zu erleichtern.Further advantageous embodiments of the invention can be achieved through Achieve application of additional individual measures. It has been so in numerous cases special advantages with regard to the screen image if one has the reflection of the phantom caused by an optical system with a ratio of 1.: 1. The inventive Optical device can be used for the purpose of increasing the scope and the diversity of applicability from case to case to further equip that it is possible to switch the projection of the workpiece and the phantom optionally to transmitted light or incident light or combined light, which is particularly useful is, all illumination beam paths simultaneously or one behind the other single light source. In the latter case, it is advisable to use the Splitting of the light from this single light source, if necessary by means of interference beam splitters to undertake. It has proven to be advantageous, on the one hand, and the workpiece to illuminate the phantom on the other hand with different colored light to display on the screen increase the contrast and facilitate observation.

Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung näher erläutert, die in Fig. 1 bis 6 verschiedene Ausführungsbeispiele zeigt.The invention is explained in more detail with reference to the drawing, which is shown in FIG. 1 to 6 shows different exemplary embodiments.

In Fig. 1 entwirft das Objektiv 1 auf dem Bildschirm 2 das Bild 3 des Werkstückes 4. Die Schleifscheibe 5 führt eine oszillierende Bewegung in Richtung der optischen Achse 6 aus. Über den teildurchlässigen Spiegel 7 und den Spiegel 8 wird das Phantom 9 in den Strahlungsgang eingespiegelt. Es sitzt an einem Schlitten 10 des Phantomhalters 11, der an dem Schleifkopf 12 derart befestigt ist, daß er die Zustellbewegung der Schleifscheibe 5 senkrecht zur Achse 6 mitmacht. Die Schleifscheibe 5 führt außer der Zustellbewegung die genannte ständig oszillierende Bewegung aus. Die Einspiegelungsvorrichtung ist ebenfalls mit dem Schleifkopf 12 verbunden und macht gleicherweise die Zustellbewegung der Schleifscheibe 5 mit. Das Phantom 9 liegt in der eingespiegelten Schärfenebene des Objektivs 1. Es besteht im Beispielsfall aus einem sehr dünnen Stahlplättchen, das zur Erhöhung der Stabilität von einem Rahmen 13 umgeben sein kann, und stellt die Gegenkontur der Schleifscheibe 5 dar, die durch Schleifen im Einstichverfahren auf an sich bekannte Weise gewonnen wird. Durch den Schlitten 10 des Phantomhalters 11, der hier wie im Regelfall zur Ebene der Zustellbewegungen der Schleifscheibe 5 geneigt angeordnet ist, wird es ermöglicht, das Phantom 9 gegen die Schleifscheibe 5 zu fahren.In Fig. 1, the lens 1 designs on the screen 2, the image 3 of the workpiece 4. The grinding wheel 5 carries out an oscillating movement in the direction of the optical axis 6. The phantom 9 is reflected into the radiation path via the partially transparent mirror 7 and the mirror 8. It sits on a slide 10 of the phantom holder 11, which is attached to the grinding head 12 in such a way that it takes part in the infeed movement of the grinding wheel 5 perpendicular to the axis 6. In addition to the feed movement, the grinding wheel 5 carries out the mentioned continuously oscillating movement. The mirroring device is also connected to the grinding head 12 and also takes part in the infeed movement of the grinding wheel 5. The phantom 9 lies in the mirrored focal plane of the lens 1. In the example, it consists of a very thin steel plate, which can be surrounded by a frame 13 to increase stability, and represents the opposite contour of the grinding wheel 5, which is created by grinding using the plunge-cut method is obtained in a manner known per se. The slide 10 of the phantom holder 11, which is inclined here as in the normal case to the plane of the infeed movements of the grinding wheel 5, makes it possible to move the phantom 9 against the grinding wheel 5.

Der Phantomhalteschlitten 10 besitzt zwei feste Anschläge 14 und 15, zwischen denen das Phantom 9 hin- und hergeschoben werden kann. Der Verschiebeweg zwischen den beiden Anschlägen 14 und 15 entspricht in seiner zur optischen Achse 6 senkrechten Projektion (Maß b) dem Abstand (Maß b') der optischen Achse 6 des Projektionssystems von der parallel hierzu liegenden Phantomeinspiegelungsachse 6a. Wird das Phantom 9 gegen den unteren Anschlag 14 gefahren, so schleift die Schleifscheibe 5 im Einstich in das Material des Phantoms 9 seine Kontur hinein. Dabei steht das Phantom 9 in der Schärfenebene des Abbildungsobjektivs 1. In der zweiten Stellung, wenn also das Phantom gegen den Anschlag 15 geschoben ist, liegt seine Abbildung ebenfalls in der Schärfenebene, und zwar derart eingespiegelt, daß seine Kontur sich mit der Lage der Abbildung in der vorhergehenden Stellung deckt. Erleidet die Schleifscheibe 5 durch den Gebrauch allmählich einen Abrieb, so wird es nötig, das Phantomblech 9 in Richtung des Abriebes ein kleines Stückchen vorzuschieben und es dabei auf dem Schlitten 10 in Richtung gegen den unteren Anschlag 14 zu führen. Dadurch korrigiert sich sowohl die Lage als auch die Kontur des Phantoms 9. In die Stellung 15 zurückgeführt, liefert diese Kontur wieder das eingespiegelte Bild.The phantom holding carriage 10 has two fixed stops 14 and 15, between which the phantom 9 can be pushed back and forth. The displacement path between the two stops 14 and 15 corresponds in its projection (dimension b) perpendicular to the optical axis 6 to the distance (dimension b ') of the optical axis 6 of the projection system from the phantom reflection axis 6a lying parallel to it. If the phantom 9 is moved against the lower stop 14, the grinding wheel 5 grinds its contour in the recess in the material of the phantom 9. The phantom 9 is in the focal plane of the imaging lens 1. In the second position, i.e. when the phantom is pushed against the stop 15, its image is also in the focal plane, reflected in such a way that its contour matches the position of the image covers in the previous position. If the grinding wheel 5 gradually suffers abrasion through use, it becomes necessary to advance the phantom sheet 9 a small bit in the direction of the abrasion and to guide it on the carriage 10 in the direction of the lower stop 14. As a result, both the position and the contour of the phantom 9 are corrected. Returned to the position 15 , this contour again provides the reflected image.

Die Beleuchtung für das Phantom geschieht zweckmäßig mit einer besonderen Durchlichteinrichtung, hier der Lampe 16 und dem Kondensor 17. Es kann aber auch das Durchlicht, das von der Lampe 18 mit dem Kondensor 19 kommt und das zur Ausleuchtung des Werkstückes 4 benutzt wird, verwendet werden. In diesem Fall ist über geometrische oder physikalische Strahlungsteilung der Beleuchtungsstrahl zu gewinnen (s. Fig.2). Will man aber das Phantom in Auflicht projizieren (Anordnung in Fig. 1 mit Lampe 160, Kondensor 170 und Strahlenverlauf 26), so erhält man das Profil der Schleifscheibe 5 als dunkle Fläche auf erhelltem Grund.The illumination for the phantom is expediently done with a special transmitted light device, here the lamp 16 and the condenser 17. However, the transmitted light that comes from the lamp 18 with the condenser 19 and that is used to illuminate the workpiece 4 can also be used . In this case, the illuminating beam can be obtained by means of geometric or physical radiation splitting (see Fig. 2). If, however, the phantom is to be projected in incident light (arrangement in FIG. 1 with lamp 160, condenser 170 and beam path 26), the profile of the grinding wheel 5 is obtained as a dark surface on a lighted background.

Das eingespiegelte Phantom kann durch verschiedene Färbung gegenüber dem Abbildungsstrahlengang gekennzeichnet werden. In diesem Fall ist es möglich, die obenerwähnte physikalische Strahlenteilung des Beleuchtungsstrahlenganges, also die Teilung durch einen teildurchlässigen Spiegel 24 (Fig. 2), mittels eines Interferenzfilters vorzunehmen, das im durchgehenden und reflektierten Licht verschiedene Farben liefert, ohne daß nennenswerte Verluste entstehen. Die Kontur des Werkstückes hebt sich dadurch deutlicher von der Kontur des Phantoms ab.The mirrored phantom can be contrasted by different coloring the imaging beam path are marked. In this case it is possible the above-mentioned physical beam splitting of the illuminating beam path, ie the division by a partially transparent mirror 24 (Fig. 2), by means of an interference filter to produce different colors in transmitted and reflected light, without significant losses. This lifts the contour of the workpiece more clearly from the contour of the phantom.

Fig. 2 zeigt das Schema der schon erwähnten Beleuchtungseinrichtung für Phantomeinspiegelung und Werkstück im Fall von Durchlicht mittels eines Strahlungsteilers. Mit 20 ist eine Lichtquelle bezeichnet, die ihr Licht über den Kondensor 21 zum Spiegel 22 sendet, welcher es über einen weiteren Kondensor 23 zum Strahlenteiler 24 leitet. Der eine Strahlengang 25 verläuft über das Werkstück 4, das von der Schleifscheibe 5 bearbeitet wird, durch den teildurchlässigen Spiegel 7 ins Projektionsobjektiv 1 und schließlich zum Bildschirm 2. Der andere Strahlengang 27 verläuft vom Strahlenteiler 24 aus über den Spiegel 28 zum Phantom 9, das auf dem Schlitten 10 ; des Phantomhalters 11, beispielsweise ebenso, wie in Fig. 1 angegeben, einstellbar geführt ist. Die Spiegel 24 und 28 sind mit dem Phantom 9 mechanisch verbunden und werden zusammen mit letzterem verschoben. Der Strahlengang 27 führt von da ab zum Spiegel 8 und wird von diesem dem teildurchlässigen Spiegel 7 zugeleitet, so daß das Phantom 9 ebenfalls über das Projektionsobjektiv 1 auf dem Bildschirm 2 abgebildet wird.Fig. 2 shows the scheme of the already mentioned lighting device for phantom reflection and workpiece in the case of transmitted light by means of a beam splitter. A light source is designated by 20 , which sends its light via the condenser 21 to the mirror 22 , which directs it via a further condenser 23 to the beam splitter 24. One beam path 25 runs over the workpiece 4, which is being processed by the grinding wheel 5, through the partially transparent mirror 7 into the projection objective 1 and finally to the screen 2. The other beam path 27 runs from the beam splitter 24 via the mirror 28 to the phantom 9, which on the carriage 10; of the phantom holder 11, for example, as indicated in FIG. 1, is adjustable. The mirrors 24 and 28 are mechanically connected to the phantom 9 and are displaced together with the latter. The beam path 27 leads from there on to the mirror 8 and is fed from this to the partially transparent mirror 7, so that the phantom 9 is also imaged on the screen 2 via the projection lens 1.

Die Einspiegelung des Phantoms kann zweckmäßig durch ein im Verhältnis 1: 1 abbildendes System bewirkt werden. Das die Einspiegelung des Phantoms vornehmende Objektiv kann derart ausgebildet sein, daß es zwei symmetrische Einzelobjektive 41 und 40 sind, deren Abstand zueinander derart verändert werden kann, daß ein Ausgleich für verschiedene Wegelängen zwischen der Lage des Phantoms 9 und der eingespiegelten Schärfenebene bewirkt ist. Ferner kann man die Lichtquelle 20 und das Kondensorsystem 21 zusammen mit dem Phantom 9 fest mit der Zustellbewegung des Werkzeuges verbunden anordnen. Werkstück und Phantom können mit verschiedenfarbigem Licht beleuchtet werden.The reflection of the phantom can expediently be brought about by a system that displays in a ratio of 1: 1. The objective reflecting in the phantom can be designed in such a way that there are two symmetrical individual objectives 41 and 40 whose distance from one another can be changed in such a way that compensation for different path lengths between the position of the phantom 9 and the mirrored focal plane is effected. Furthermore, the light source 20 and the condenser system 21 can be arranged together with the phantom 9 firmly connected to the feed movement of the tool. Workpiece and phantom can be illuminated with different colored light.

Im Falle des Durchlichtes zur Beleuchtung des Phantoms 9 (Fig. 2) ist es für die Projektion beim Hinterschleifen des Werkstückes 4 erforderlich, den Phantomträger durchsichtig auszubilden. Seine untere Fläche ist dabei als eigentliches Phantom mit einem dünnen undurchsichtigen Belag zu versehen.In the case of transmitted light for illuminating the phantom 9 (FIG. 2), it is necessary for the projection during relief grinding of the workpiece 4 to make the phantom carrier transparent. Its lower surface is to be provided with a thin, opaque coating as an actual phantom.

Fig. 3 zeigt rein schematisch eine ähnliche Anordnung mit kombiniertem Licht, wobei das Werkstück im Auflicht und das Phantom im Durchlicht beleuchtet wird. In diesem Fall wird der in Fig. 2 mit 24 bezeichnete Strahlungsteiler durch einen vollen Spiegel 240 ersetzt. Gleichartige Teile, wie die in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 angegebenen, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.3 shows, purely schematically, a similar arrangement with combined light, the workpiece being illuminated in incident light and the phantom in transmitted light. In this case, the beam splitter labeled 24 in FIG. 2 is replaced by a full mirror 240 . Parts of the same type as those indicated in the exemplary embodiments according to FIGS. 1 and 2 are provided with the same reference numerals.

Auch in Fig. 4 sind gleichartige Teile entsprechend den Fig. 1 bis 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das Phantom 9 befindet sich bei dieser Anordnung an einer dem Werkstückeingriffsort der Schleifscheibe 5 entgegengesetzt liegenden Stelle. Sein Bild wird über ein optisches Abbildungssystem, bestehend aus den symmetrischen Objektivhälften 40 und 41 und einem Dachkantprisma 42, dem Strahlungsteiler 7 vermittelt. Die Objektive 40 und 41 bilden das Phantom 9 in der eingespiegelten Schärfenebene des Projektionsobjektivs 1 ab, wobei das Dachkantprisma 42 die Seitenrichtigkeit gewährleistet. Das Phantom 9 besteht auch in diesem Falle aus einem schmalen, dünnen Materialstreifen, in den die Kontur der Schleifscheibe 5 im genannten Einstichverfahren eingeschliffen wird. Er sitzt auf dem Schlitten 10, der in gewissen Abständen senkrecht zur optischen Achse 6 zwischen den Anschlägen 14 und 15 verschieblich ist und jeweils auf die Schleifscheibe zu bewegt wird, wenn der Abrieb der Schleifscheibe 5 berücksichtigt werden soll. Die neue Kontur der Schleifscheibe 5 wird dabei auf das Phantom 9 übertragen. Ist dann die Lage des Phantoms am Eingriffsort der Schleifscheibe und damit auch mit deren Kontur in der Schärfenebene einmal eingestellt, so bleibt diese Einstellung im weiteren Verlauf der Arbeiten der Werkzeugmaschine dank der optischen Abbildung erhalten, bis das Phantom nach gewisser Erfahrungszeit erneut der durch Abrieb verkleinerten Schleifscheibe angepaßt wird. Das optische System für die Einspiegelung dieses Phantoms ist auch hier wieder fest mit dem Schleifkopf der Schleifscheibe verbunden, was in Fig. 4 nicht näher dargestellt ist, und es macht, wie oben bei Fig. 1 beschrieben, die Zustellbewegungen der Schleifscheibe in einer senkrecht zur optischen Achse 6 liegenden Ebene mit.In FIG. 4, too, similar parts corresponding to FIGS. 1 to 3 are provided with the same reference numerals. In this arrangement, the phantom 9 is located at a point opposite the work piece engagement point of the grinding wheel 5. Its image is conveyed to the beam splitter 7 via an optical imaging system consisting of the symmetrical lens halves 40 and 41 and a roof prism 42. The objectives 40 and 41 image the phantom 9 in the mirrored focal plane of the projection objective 1 , the roof prism 42 ensuring the correctness of the sides. In this case, too, the phantom 9 consists of a narrow, thin strip of material into which the contour of the grinding wheel 5 is ground using the aforementioned plunge-cut method. It sits on the carriage 10, which is displaceable at certain distances perpendicular to the optical axis 6 between the stops 14 and 15 and is moved towards the grinding wheel in each case if the abrasion of the grinding wheel 5 is to be taken into account. The new contour of the grinding wheel 5 is transferred to the phantom 9. Once the position of the phantom at the point of engagement of the grinding wheel and thus also with its contour in the plane of focus has been set, this setting is retained in the further course of the work of the machine tool thanks to the optical imaging until the phantom is again reduced by abrasion after a certain period of experience Grinding wheel is adjusted. The optical system for the reflection of this phantom is here again firmly connected to the grinding head of the grinding wheel, which is not shown in more detail in FIG. 4, and, as described above for FIG optical axis 6 lying plane with.

Eine andere Ausführungsform ist in Fig.5 schematisch verdeutlicht. Sie sieht einen solchen Verlauf des Strahlenganges vor, daß das Phantom über das Prisma 43 abgebildet wird. Diese Anordnung hat besondere Vorteile beim Hinterschleifen, d. h. bei Schleifprozessen, die eine zur optischen Achse geneigte Bewegung der oszillierenden Schleifscheibe 5 vorsehen. Bei dieser Ausführung wird das Phantom zur Korrektur seines Profils durch eine Schwenkbewegung um 180° an die Scheibe herangeführt. Die Anschläge 14 und 15 begrenzen diese Bewegung.Another embodiment is shown schematically in FIG. It provides such a course of the beam path that the phantom is imaged via the prism 43. This arrangement has particular advantages in relief grinding, ie in grinding processes which provide a movement of the oscillating grinding wheel 5 that is inclined to the optical axis. In this design, the phantom is moved towards the pane by pivoting it through 180 ° to correct its profile. The stops 14 and 15 limit this movement.

Die bisher angegebenen Ausführungsbeispiele sehen eine feste Verbindung des eingespiegelten Systems mit dem Schleifkopf 12 vor. Diese Anordnung hat den großen Vorteil, daß auch Schwenkbewegungen der Schleifscheibe um die optische Achse keine Lagenänderung des Phantombildes gegenüber dem Eingriffsort der Schleifscheibe verursachen. Es ist bei dieser Ausführungsform der Erfindung möglich, kegelförmige Profile zu schleifen, wobei die Art des Kegels, also die Kontur seiner Grundfläche, auch komplizierte Formen aufweisen kann. Beispielsweise lassen sich auf diese Weise Ziehdüsen herstellen.The exemplary embodiments given so far provide for a fixed connection between the mirrored-in system and the grinding head 12 . This arrangement has the great advantage that pivoting movements of the grinding wheel about the optical axis do not cause any change in the position of the phantom image with respect to the point of engagement of the grinding wheel. In this embodiment of the invention, it is possible to grind conical profiles, the type of cone, that is to say the contour of its base area, also being able to have complicated shapes. For example, drawing nozzles can be produced in this way.

Eine baulich einfachere Form der Erfindung sieht einen Strahlungsteiler und einen Spiegel vor; beide sind gemeinsam nur um die Achse des Abbildungsobjektivs drehbar angeordnet. Die Schwenkbewegung des das Phantom einspiegelnden Systems ist dabei mit der Schwenkung des Schleifsupports um eine senkrechte Achse mittels eines Gelenkvierecks od. dgl. gekoppelt. Dadurch wird es möglich, außer den Zustellbewegungen der Schleifscheibe in den senkrechten Koordinaten auch Schwenkungen derselben um die optische Achse zwangläufig zu koppeln.A structurally simpler form of the invention provides a beam splitter and a mirror in front; both are common only around the axis of the imaging lens rotatably arranged. The pivoting movement of the system reflecting the phantom is with the swiveling of the grinding support around a vertical axis by means of a Articulated square or the like. Coupled. This makes it possible, in addition to the infeed movements of the grinding wheel in the vertical coordinates also rotations of the same to necessarily couple the optical axis.

Eine weitere Beleuchtungsanordnung wird in Fig. 6 schematisch dargestellt.Another lighting arrangement is shown schematically in FIG. 6.

Mit einer einzigen Lichtquelle kann sowohl das Phantom als auch das Werkstück im Auflicht, Durchlicht oder kombinierten Licht ausgeleuchtet werden. Der Lichtweg 26 liefert die normale Auflichtbeleuchtung für das Werkstück und das Phantom, wobei der Lichtstrahl durch das Kondensorsystem 170 über den Strahlungsteiler 7 sowohl auf das Werkstück 4 als auch auf das Phantom 9 gelangt.With a single light source, both the phantom and the workpiece can be illuminated in incident light, transmitted light or combined light. The light path 26 supplies the normal incident light illumination for the workpiece and the phantom, the light beam passing through the condenser system 170 via the beam splitter 7 onto both the workpiece 4 and the phantom 9 .

Der Lichtstrahl wird durch das Kondensorsystem 210I230 zunächst auf den Spiegel 220 geworfen, wo er um 90° abgelenkt wird, sodann auf den teildurchlässigen Spiegel 221 und Kondensor 231 trifft, wodurch er um 90° zur Durchlichtbeleuchtung des Werkstückes 4 abgelenkt und andererseits durchgelassen und über den Spiegel 222 mit Kondensor 232 gleichzeitig zur Durchlichtbeleuchtung des Phantoms 9 weitergeleitet wird.The light beam is first thrown by the condenser system 210I230 onto the mirror 220 , where it is deflected by 90 °, then hits the partially transparent mirror 221 and condenser 231 , whereby it is deflected by 90 ° for transmitted light illumination of the workpiece 4 and, on the other hand, is transmitted and via the Mirror 222 with condenser 232 is simultaneously forwarded to the transmitted light illumination of the phantom 9.

An die Stelle des teildurchlässigen Spiegels 221 kann auch ein voll reflektierender Spiegel 224 gesetzt werden. In diesem Fall tritt die Durchlichtbeleuch- , tung dann nur für das Werkstück 4 ein. A fully reflecting mirror 224 can also be used in place of the partially transparent mirror 221 . In this case, the transmitted light illumination then only occurs for the workpiece 4 .

Durch Herausnehmen der Spiegel 221 und 224 aus dem Strahlengang wird allein das Phantom im Durchlicht beleuchtet. In dem Strahlengang 26 und in dem Strahlengang 29 ist je eine Verschlußklappe 260 und 290 vorgesehen. Durch Betätigung dieser Verschlußklappe und je nachdem, ob man den Spiegel 221 oder den Spiegel 224 in den Strahlengang bringt, sind folgende Beleuchtungskombinationen möglich: 1. Werkstück und Phantom beide im Auflicht: Klappe 290 geschlossen, Klappe 260 geöffnet.By removing the mirrors 221 and 224 from the beam path, only the phantom is illuminated in transmitted light. A closure flap 260 and 290 is provided in each of the beam path 26 and in the beam path 29. By operating this shutter and depending on whether the mirror 221 or the mirror 224 is brought into the beam path, the following lighting combinations are possible: 1. Workpiece and phantom both in incident light: flap 290 closed, flap 260 open.

2. Werkstück und Phantom beide im kombinierten Licht: beide Klappen offen, der teildurchlässige Spiegel 221 im Strahlengang 29. 2. Workpiece and phantom both in the combined light: both flaps open, the partially transparent mirror 221 in the beam path 29.

3. Werkstück und Phantom im Durchlicht: Stellung wie oben, aber Klappe 260 geschlossen.3. Workpiece and phantom in transmitted light: position as above, but flap 260 closed.

4. Phantom im Auflicht; Werkstück im kombinierten Licht: beide Klappen offen, der Vollspiegel 224 im Strahlengang 29.4. phantom in incident light; Workpiece in combined light: both flaps open, the full mirror 224 in the beam path 29.

5. Phantom im kombinierten Licht, Werkstück im Auflicht: beide Klappen offen, Spiegel 221 und 224 nicht im Strahlengang. Die Erfindung gestattet nach alledem eine laufende Korrektur des Phantoms je nach der Schwenkstellung der Schleifscheibe sowie nach ihrem Abrieb. Zur Klarstellung des Benutzungsvorganges sei noch zusammenfassend erläutert: Die Schleifscheibe 5 bewegt sich auf einem geraden Schlitten bzw. einem Kreuzsupport. Er hat die Aufgabe, die Schleifscheibe in einer senkrecht zur optischen Achse gelegenen Ebene zu bewegen. Die Durchstoßungsfigur der Schleifscheibe in der Schärfenebene stellt die gewünschte Figur des Phantoms dar; sie ist gleichbedeutend mit der das Werkstück 4 angreifenden Fläche der Schleifscheibe.5. Phantom in combined light, workpiece in incident light: both flaps open, mirrors 221 and 224 not in the beam path. After all, the invention allows a continuous correction of the phantom depending on the pivoting position of the grinding wheel as well as on its wear. To clarify the process of use, the following should be explained in summary: The grinding wheel 5 moves on a straight slide or a cross support. Its task is to move the grinding wheel in a plane perpendicular to the optical axis. The piercing figure of the grinding wheel in the plane of focus represents the desired figure of the phantom; it is synonymous with the surface of the grinding wheel engaging the workpiece 4.

Außer der Bewegung der Schleifscheibe senkrecht zur optischen Achse besitzt die Scheibe noch ihre parallel zur optischen Achse orientierte Drehachse. Diese Freiheitsgrade, also die Drehung um die eigene Achse für das eigentliche Schleifen und eine oszillierende Bewegung, d. h. einen Hub für die Tiefe des Ausschliffes, benötigt die Scheibe, um eine Kontur abzufahren bzw. zu schleifen. Diese Achse läßt sich darüber hinaus je nach der zu erfüllenden Aufgabe bzw. der Gestalt des zu schleifenden Profils auch noch verschwenken. Dadurch wird die Scheibe schräg gestellt, was zur Herstellung hinterschliffener Profile notwendig ist.Except for the movement of the grinding wheel perpendicular to the optical axis the disk still has its axis of rotation oriented parallel to the optical axis. These degrees of freedom, i.e. the rotation around its own axis for the actual grinding and an oscillating movement, d. H. a stroke for the depth of the cut, requires the wheel to follow or grind a contour. This axis leaves in addition, depending on the task to be fulfilled or the shape of the one to be sanded Pivot the profile too. This causes the disc to be inclined, which leads to Production of relief-ground profiles is necessary.

Das Phantom macht nicht die oszillierende Anstellbewegung des Werkzeuges mit. Es bleibt stets in der Schärfenebene und ermöglicht dadurch eine ununterbrochene Projektion auf den Bildschirm 2. Es wird gemäß der Erfindung verschoben zum Zweck der Durchführung einer Korrektur seines Umrisses entsprechend dem Verschleiß der in Eingriff mit dem Werkstück 4 gebrachten Werkzeugkante. Der Grundgedanke der Erfindung liegt demnach allein in der Verschieb- bzw. Schwenkbarkeit des Phantoms zur Anpassung seines inneren Umrisses an die sich ändernde Schleifscheibenform, nicht aber in den verschiedenen Varianten der Strahlenführung selbst. Diese sind nur im Zusammenhang mit dem bewegbaren Phantom zu betrachten.The phantom does not make the oscillating adjustment movement of the tool with. It always remains in the plane of focus and thus enables an uninterrupted one Projection on the screen 2. It is shifted according to the invention for the purpose carrying out a correction of its outline according to the wear and tear of the brought into engagement with the workpiece 4 tool edge. The basic idea of the invention therefore lies solely in the displaceability or pivotability of the phantom for adaptation its inner contour to the changing shape of the grinding wheel, but not in the different variants of the beam guidance itself. These are only in context to be viewed with the movable phantom.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Equipment on cutting machine tools, in which the tool and the workpiece are optically projected at their point of engagement are visible enlarged on a screen and by means of an additional Beam path at the same time from a symbolizing the working zone of the tool Phantom, a constantly sharp image is created on the same screen with the image of the tool, which is only temporarily sharp, constantly on top of one another can be brought, according to patent 975 781, characterized in that the phantom (9) is movable mounted on its holding device (11) and can be brought so far against the tool (5) is that the tool itself will contour the phantom according to wear of the tool corrected.

2. Device according to claim 1, characterized in that for the displacement of the phantom (9) against the tool (5) between fixed stops (14, 15) movable slide (10) is used, which the movement of the phantom (9) by one Amount made possible which corresponds approximately to the offset position of the optical axis (6a, 27) intended for its reflection in relation to the optical axis (25, 6) of the imaging system.

3. Establishment according to claim 2, characterized in that the slide guide against the optical Axis (6) of the imaging system (1) is inclined at an angle between 0 and 90 °.

4. Device according to claim 1 to 3, characterized in that the slide guide for the movement of the phantom (9) is only equipped with an outer stop (15) which determines the projection position, while the engagement position for the profile correction of the phantom by placing it on the workpiece or bringing it into alignment with the workpiece (4) takes place.

5. Device according to claim 1, characterized in that the phantom holder (11) carries the phantom (9) pivotably and its pivoting movement causes the displacement of the phantom from the engagement plane into the reflection plane.

6. Device according to claim 1, characterized in that the time-dependent Correction of the phantom necessary movements of the drive for the oscillating Movement of the tool by a cam control or a locking gear or the like. are derived.

7. Device according to claim 1 using one of one thin sheet metal strips existing phantom, characterized in that the phantom (9) is provided with a stiffening frame (13) that leaves it free at the front. B.

Device according to claim 1, characterized in that the phantom consists of a transparent material with a thin, opaque coating on the back.

9. Device according to claim 1, characterized in that two symmetrical individual lenses (40 and 41) are provided for the phantom reflection, which generate a telecentric beam path between them and allow their distance from one another can be changed so that a compensation for different Path lengths between the position of the phantom (9) and the reflected focal plane is effected (Fig. 4), with the objective arranged in the second position in the beam direction expediently corresponding in its focal length to that of the objective used for the imaging.

10. Device according to claim 1 to 9, characterized in that the lighting device (16, 17) illuminates the phantom (9) so that only the underside is projected, which is turned away from the beam direction of the projection lens (1).

11. Device according to claim 1 to 10, characterized in that that the reflection of the phantom through a 1: 1 imaging optical System is effected.

12. Device according to claim 1 to 11, characterized in that for the projection of the workpiece (4) and the phantom (9) optionally in incident light, transmitted light or combined light, all illumination beam paths are taken simultaneously or one after the other from a single light source, the splitting of the light this single light source for illuminating the workpiece and phantom can be made by interference beam splitters.

13. Device according to claim 1 to 12, characterized in that the workpiece (4) and the phantom (9) are illuminated with different colored light. Considered publications: German Patent Specifications No. 907 027, 941 351; German Auslegeschriften D 15007 I b / 67a (published on February 23, 1956), V 5489 I b / 67 a (published on November 3, 1955).