DE1164106B

DE1164106B - Centering microscope

Info

Publication number: DE1164106B
Application number: DEA34712A
Authority: DE
Inventors: Ferdy Hermann; Dipl-Ing Werner Ullmann
Original assignee: Agie Charmilles SA
Current assignee: Agie Charmilles SA
Priority date: 1959-11-24
Filing date: 1960-05-23
Publication date: 1964-02-27

Description

Zentriermikroskop Die Erfindung betrifft ein Zentriermikroskop zur Erleichterung der Einstellung der relativen Lage zweier Objekte, insbesondere des Werkstückes und des Werkzeuges bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen, mit einem Objektiv zur gemeinsamen Abbildung der beiden im Endlichen liegenden Objekte und mit zwei starr miteinander verbundenen Spiegel- oder Prismensystemen.Centering microscope The invention relates to a centering microscope for Facilitating the setting of the relative position of two objects, especially the Workpiece and the tool in electrical discharge machining machine tools, with an objective for the joint imaging of the two objects lying in the finite and with two rigidly interconnected mirror or prism systems.

Bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen werden bekanntlich häufig Ausnehmungen dadurch erzeugt, daß man eine Elektrode, deren Form dem Negativ einer herzustellenden Ausnehmung entspricht, in das Werkstück hineinbewegt. Bei komplizierteren Formen oder bei einer nachträglichen Bearbeitung der Oberfläche der Ausnehmung in dem Werkstück ist es erforderlich, eine weitere Werkzeug elektrode zu verwenden, die bezüglich des Werkstükkes und der ersten Werkzeugelektrode eine genaue Ausrichtung besitzt. Da bei Auswechseln von Werkzeugen kleine Verschiebungen unvermeidbar sind und darüber hinaus die zweite Werkzeugelektrode auch oft eine andere Lage einnehmen muß wie die erste Elektrode, ist eine genaue Bestimmung der jeweiligen Ausrichtung erforderlich. In the case of machine tools operating by electrical discharge machining, it is known often recesses created by using an electrode, the shape of which is the negative corresponds to a recess to be produced, moved into the workpiece. at more complicated shapes or with a subsequent processing of the surface the recess in the workpiece, it is necessary to electrode another tool to use the one with respect to the workpiece and the first tool electrode has exact alignment. There are small shifts when changing tools are unavoidable and, moreover, the second tool electrode often also one must occupy a different position than the first electrode, is an exact determination of the respective alignment required.

Es sind bereits Zentriermikroskope bekanntgeworden, die an Stelle eines Werkzeuges in Werkzeugmaschinen eingespannt werden können. Mikroskope der genannten Art arbeiten jedoch nicht mit hinreichender Genauigkeit, da beim Ersetzen des Mikroskops durch ein Werkzeug Fehler unvermeidlich sind. Centering microscopes have already become known that are in place a tool can be clamped in machine tools. Microscopes of the mentioned type do not work with sufficient accuracy, because when replacing of the microscope by a tool errors are inevitable.

Davon abgesehen ist das Auswechseln zeitraubend und umständlich.Apart from that, changing them is time consuming and cumbersome.

Es besteht daher ein Bedürfnis für ein Zentriermikroskop zum seitenrichtigen Übereinanderblenden von beispielsweise dem Bild des Werkstückes und dem Bild des Werkzeuges bei elektroerosiv arbeitenden Werkzeugmaschinen der genannten Art, wobei die Lage des Zentriermikroskops die Richtigkeit der Einstellung beispielsweise des Werkstückes bezüglich des Werkzeuges nicht beeinflußt. There is therefore a need for a centering microscope that is laterally correct Superimposing, for example, the image of the workpiece and the image of the Tool in electrical discharge machining machine tools of the type mentioned, wherein the position of the centering microscope the correctness of the setting, for example the Workpiece with respect to the tool is not affected.

Es sind bereits ein Verfahren und eine Vorrichtung zum optischen Einstellen von mit Profilen versehenen Werkzeugwalzen bekanntgeworden. Bei diesem bekannten Verfahren werden die in der Achsebene liegenden Oberflächen der Profile der einander im Abstand gegenüberstehenden Werkzeugwalzen quer zu den Achsen gerichtet betrachtet und die in gleicher Richtung liegenden Bilder der Profile wenigstens teilweise zur Überdeckung gebracht. Hierauf soll eine Ausrichtung durchgeführt werden. Das bekannte Verfahren ist jedoch deswegen nachteilhaft, weil die Lage des optischen Systems, d. h. der Prismen, nicht ver- ändert werden kann. Darüber hinaus könnenkompliziertere Körper nicht ohne weiteres zur Deckung gebracht werden, da diese Körper seitenverkehrt zueinander in der Optik erscheinen; Auch ist eine Vereinigung der Strahlengänge nicht zu erzielen. There are already a method and a device for optical Setting of tool rolls provided with profiles has become known. With this one The surfaces of the profiles lying in the axial plane are known methods the opposing tool rolls at a distance are directed transversely to the axes considered and the images of the profiles lying in the same direction at least partially brought to cover. An alignment is to be carried out on this. However, the known method is disadvantageous because the location of the optical Systems, d. H. of prisms, not can be changed. In addition, more complicated Bodies cannot easily be brought into congruence, as these bodies are reversed appear to each other in optics; There is also a union of the ray paths not to be achieved.

Die vorliegende Erfindung ist demgegenüber dadurch gekennzeichnet, daß im ersten System eine gerade, im zweiten eine ungerade Anzahl von Reflexionen erfolgt, diese Systeme die optischen Achsen der abbildenden Strahlenbündel um je 900 in entgegengesetztem Sinn ablenken und die Achsen der aus den Prismen- bzw. Spiegelsystemen austretenden Bündel zur Deckung gebracht Werden. In contrast, the present invention is characterized in that that in the first system an even number of reflections, in the second an odd number takes place, these systems the optical axes of the imaging beam around each 900 deflect in the opposite direction and the axes of the prism or Bundles emerging from mirror systems are brought into line.

Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß die beiden Bilder direkt, d. h. seitenrichtig zur Deckung gebracht werden können, wobei die Lage des Prismensystems außer acht gelassen werden kann. This measure ensures that the two images are directly d. H. laterally correct can be brought to cover, the position of the prism system can be disregarded.

Die Erfindung soll abschließend an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert werden, wobei darstellt F i g. 1 ein Zentriermikroskop im Längsschnitt zur Erläuterung des Strahlenganges, gemeinsam mit einem Werkzeug und einem Werkstück, Fig. 2 das Blickfeld des Mikroskopes bei ungenauer Einstellung beispielsweise des Werkzeuges, F i g. 3 ein Zentriermikroskop in perspektivischer Darstellung, Fig. 4 einen Schnitt durch ein Zentriermikroskop mit aufgesetztem Prisma zur Kontrolle des vertikalen Verlaufes, beispielsweise der Werkzeugelektrode. The invention is to be concluded with reference to the drawings, for example are explained in more detail, where FIG. 1 a centering microscope in longitudinal section to explain the beam path, together with a tool and a workpiece, FIG. 2 shows the field of view of the microscope with an inaccurate setting, for example of the Tool, F i g. 3 a centering microscope in a perspective illustration, Fig. 4 shows a section through a centering microscope with an attached prism for checking purposes the vertical course, for example the tool electrode.

Das Zentriermikroskop der F i g. 1 besitzt ein Gehäuse 2 und weist übereinander ein Fenster 3 und ein Fenster 4 auf. Die unten durch das Fenster 3 in das Gehäuse 2 eintretenden Strahlen gelangen senkrecht auf eine kleine Seitenkantela eines im Querschnitt parallelogrammförmigen Prismas 1. An die obere kleine Begrenzungsflächelb des Prismasl schließt sich ein weiteres Prisma 5 an, in dem die durch das Fenster 3 eintretenden Strahlen ein zweites Mal reflektiert werden. The centering microscope of FIG. 1 has a housing 2 and has a window 3 and a window 4 on top of one another. The bottom through the window 3 rays entering the housing 2 reach a small side cantela perpendicularly a prism 1 with a parallelogram in cross section The Prismasl is followed by another prism 5, in which the through the window 3 incoming rays are reflected a second time.

Wie aus der Zeichnung der F i g. 1 zu ersehen ist, werden die auf die eine längere Begrenzungswand 1 c des Prismas 1 auffallenden Strahlen nach rechts reflektiert und gelangen auf die abgeschrägte Fläche 5a des zweiten Prismas 5, so daß die von unten eintretenden Strahlen nach zweimaliger Reflexion rechtwinklig zu der ursprünglichen Eintrittsrichtung reflektiert werden. As can be seen from the drawing in FIG. 1 can be seen, the on the one longer boundary wall 1 c of the prism 1 incident rays to the right reflected and arrive at the beveled surface 5a of the second prism 5, so that the rays entering from below are right-angled after two reflections to the original direction of entry.

Die das Prisma 5 verlassenden Strahlen treten durch eine teilweise verspiegelte Platte 6 hindurch. Diese Platte wird auch von den durch das Fenster 4 eintretenden Strahlen beaufschlagt und reflektiert diese rechtwinklig, so daß die von oben und von unten eintretenden Strahlen übereinandergeblendet werder Es ist somit zu ersehen, daß die durch das Fenstel 4 eintreffenden Strahlen einmal und die durch das Fenster 3 eintretenden Strahlen zweimal reflektiert werden. Die beiden Strahlenbündel sind somit hinter der teilverspiegelten Platte 6 vereinigt gleichgerichtet und gelangen zu einem Vergrößerungssystem, welches aus dem Objektiv 8 und dem Okular 11 besteht. Zwischen diesen beiden Linsensystemen sind ein Dachkantenprisma 9 zur Seitenverkehrung und eine Strichplatte 10 eingeschaltet. Das Dachkantenprisma 9 bewirkt hierbei neben der Seitenverkehrung, daß der Strahlengang wie dargestellt geneigt wird, so daß das Auge ohne Schwierigkeiten an das Okular herangeführt werden kann. The rays leaving the prism 5 pass through a partially mirrored plate 6 through it. This plate is also used by the through the window 4 incoming rays are applied and reflected at right angles, so that the rays entering from above and below are superimposed on it it can thus be seen that the rays arriving through the window 4 once and the rays entering through the window 3 are reflected twice. the the two bundles of rays are thus combined behind the partially mirrored plate 6 rectified and arrive at a magnification system, which comes from the lens 8 and the eyepiece 11. A roof prism is located between these two lens systems 9 to the side reversal and a reticle 10 switched on. The roof prism 9 has the effect, in addition to the lateral reversal, that the beam path is as shown is inclined so that the eye can be brought to the eyepiece without difficulty can.

In F i g. 1 ist mit 12 eine Werkzeugelektrode bezeichnet und mit 13 das Werkstück, welches beispielsweise mittels zweier Klammern 14 und 15 auf dem Arbeitstisch 16 befestigt ist. In Fig. 1 is denoted by 12 and a tool electrode 13 the workpiece, which for example by means of two clamps 14 and 15 on the Work table 16 is attached.

Durch die Aufeinanderblendung der Bilder besteht bei einer geringfügigen, gegenseitigen Verschiebung beispielsweise das in F i g. 2 gezeigte Bild, wobei das Bild der Elektrode mit 12 a und das Bild des Werkstücks mit 13 a bezeichnet ist. Wenn nun durch Betätigung der Schlittenführung des Werktisches 16, die eine Bewegung in den beiden ebenen Koordinaten ermöglichen soll, die beiden Bilder 12 a und 13 a zur Koinzidenz gebracht sind, liegt das Werkstück genau unter der Werkzeugelektrode. Bei der Zentrierung wird vorzugsweise so vorgegangen, daß man zunächst das Zentriermikroskop so anordnet, daß der Bezugspunkt des Werkstückes in dem Mikroskop klar sichtbar ist. Anschließend wird die Werkzeugelektrode 12 in vertikaler Richtung so verstellt, bis auch ihr Bild klar sichtbar ist. Nun kann gegebenenfalls der Werktisch 16 so lange verstellt werden, bis die beiden Bezugspunkte bzw. Bezugsmarken zur Koinzidenz gebracht sind. Due to the superimposition of the images, there is a slight, mutual displacement, for example that in FIG. 2, where the Image of the electrode with 12 a and the image of the workpiece is designated with 13 a. If now by actuating the slide guide of the work table 16 that a movement in the two planar coordinates is intended to enable the two images 12 a and 13 a are brought to coincidence, the workpiece lies exactly under the tool electrode. When centering, the procedure is preferably to first use the centering microscope arranged so that the reference point of the workpiece is clearly visible in the microscope is. The tool electrode 12 is then adjusted in the vertical direction so that until your image is clearly visible too. Now, if necessary, the workbench 16 can do so be adjusted for a long time until the two reference points or reference marks coincide are brought.

Fig. 3 zeigt das Zentriermikroskop in perspektivischer Darstellung. Der in Fig. 1 mehr im einzelnen gezeigte, hier mit 17 a bezeichnete optische Teil ist an einem Arm 17 befestigt, der in vertikaler Richtung verschiebbar an einem Führungskörper 18 befestigt ist. Der Führungskörper 18 enthält eine Zahnstange 19, in die ein Ritzel (nicht sichtbar) ein greift, das mit dem Verstellrad 20 gedreht werden kann. Ferner ist eine Schraube 21 zur Fixierung des Armes 17 auf der Führung 18 vorgesehen. Das untere Ende des Führungskörpers 18 ist auf einem schematisch bei 22 gezeigten Schlittensystem befestigt, welches eine Verschiebung der Führung 18 mittels der Spindeln 23 und 24 in den beiden ebenen Koordinatenrichtungen ermöglicht. Die Spindeln sind vorzugsweise als Mikrometerschrauben mit Skalen ausgebildet. Gegebenenfalls kann eine Grundplatte 25 vorgesehen sein, die mittels eines (nicht gezeigten) Magneten auf einer ebenen Fläche der Werkzeugmaschine lösbar befestigt werden kann. Der Magnet kann dabei mittels eines schematisch bei 26 gezeigten Hebels abgehoben werden. Selbstverständlich muß die Ebene, auf die die Grundplatte 25 aufgesetzt wird, parallel zu der Ebene liegen, die durch die beiden senkrecht aufeinander stehenden Bewegungsrichtungen des Arbeitstisches 16 gegeben sind. Fig. 3 shows the centering microscope in perspective. The one shown in more detail in Fig. 1, here designated 17 a optical part is attached to an arm 17, which is displaceable in the vertical direction on a Guide body 18 is attached. The guide body 18 contains a rack 19, into which a pinion (not visible) engages that rotates with the adjusting wheel 20 can be. There is also a screw 21 for fixing the arm 17 on the guide 18 provided. The lower end of the guide body 18 is on a schematic attached at 22 carriage system shown, which allows a displacement of the guide 18 made possible by means of the spindles 23 and 24 in the two plane coordinate directions. The spindles are preferably designed as micrometer screws with scales. Possibly a base plate 25 can be provided, which by means of a (not shown) magnet can be releasably attached to a flat surface of the machine tool. The magnet can be lifted off by means of a lever shown schematically at 26. Of course the plane on which the base plate 25 is placed must be parallel to the plane lie, by the two mutually perpendicular directions of movement of the work table 16 are given.

Vorzugsweise ist an der Fläche eine Kante vorgesehen, die parallel zu einer Koordinate des Schlittensystems des Werkzeugtisches verläuft. Mit den Spindeln 23 und 24 kann dann mit dem Mikroskop ein bestimmter Punkt anvisiert werden. In diesem Fall kann gegebenenfalls auf Mikrometerspindeln zur Verstellung des Werkstücktisches verzichtet werden, da eine beliebig genaue Einstellung mit dem Zentriermikroskop möglich ist. Preferably, an edge is provided on the surface that is parallel runs to a coordinate of the slide system of the tool table. With the spindles 23 and 24 a certain point can then be sighted with the microscope. In In this case, micrometer spindles can be used to adjust the workpiece table can be omitted, since an arbitrarily precise setting with the centering microscope is possible.

F i g. 4 zeigt in gleicher Darstellung wie in F i g. 1 ein Zentriermikroskop, wobei jedoch auf das obere Fenster 4 ein Umlenkprisma 27 aufgesetzt werden kann. Durch dieses Prisma ist es möglich, den vertikalen Verlauf der Elektrode zu überprüfen. F i g. 4 shows in the same representation as in FIG. 1 a centering microscope, however, a deflecting prism 27 can be placed on the upper window 4. With this prism it is possible to check the vertical course of the electrode.

Das gezeigte Mikroskop kann im übrigen auch an der Werkzeugspindel zur Überprüfung der Werkstückausrichtung in der Ebene der Koordinaten des Arbeitstisches 16 befestigt werden. The microscope shown can also be attached to the tool spindle for checking the workpiece alignment in the plane of the coordinates of the work table 16 are attached.

Claims

Claims: 1. Centering microscope to facilitate adjustment the relative position of two objects, in particular the workpiece and the tool Electrical discharge machining machine tools, with a lens for common Image of the two objects lying in the finite and with two rigidly connected to each other connected mirror or prism systems e t that in the first system an even number of reflections, in the second an odd number takes place, these systems the optical axes of the imaging beam around each 900 deflect in the opposite direction and the axes of the prism or Mirror systems exiting bundles are brought to cover.

2. centering microscope according to claim 1, characterized in that. that A roof prism is switched into the beam path between the objective and the eyepiece is.

3. Microscope according to claim 1, characterized by a prism with an entry surface (la), a reflection surface (in), another Reflective surface (5 a) and with an exit surface perpendicular to the entrance surface and through a arranged between the objective and the exit surface and against this by 450 inclined, partially reflective plate.

Documents considered: German Patent No. 924 103; German patent application K 12141 IX / 42b (published August 16, 1956).