DE1180538B

DE1180538B - Vorrichtung zum Kontrollieren der Abnutzung von spanabhebenden Werkzeugen beim mecha-nischen Bearbeiten eines Objektes

Info

Publication number: DE1180538B
Application number: DEH38882A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Kurt Raentsch
Original assignee: HENSOLDT M; SOEHNE OPTISCHE WERKE AG
Current assignee: HENSOLDT M; SOEHNE OPTISCHE WERKE AG
Priority date: 1960-03-11
Filing date: 1960-03-11
Publication date: 1964-10-29

Description

Vorrichtung zum Kontrollieren der Abnutzung von spanabhebenden Werkzeugen beim mechanischen Bearbeiten eines Objektes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kontrollieren der Abnutzung von spanabhebenden Werkzeugen.
Es ist bekannt, daß bei spanabhebenden Fertigungsmethoden das Werkzeug, beispielsweise ein Drehstahl, während der Bearbeitung einer unvermeidlichen Abnutzung unterliegt, was zu Schwierigkeiten führt, wenn für das zu bearbeitende Werkstück enge Toleranzen eingehalten werden müssen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Schwierigkeiten zu beheben. Dies wird dadurch erreicht, daß zum Kontrollieren der Abnutzung von spanabhebenden Werkzeugen beim mechanischen Bearbeiten eines Objektes eine zum Messen der relativen Lage einer Fläche eines Objektes an sich bekannte optische Vorrichtung mit ein reelles Bild einer Marke auf dieser Fläche erzeugenden optischen Mitteln sowie mit einem optischen Abbildungssystem zum Erzeugen eines visuell beobachtbaren oder lichtelektrisch abtastbaren Doppelbildes dieses Markenbildes verwendet wird, derart, daß die optischen Abbildungssysteme fest mit dem Werkzeugträger verbunden sind und daß die Marke in die Nähe der spanabhebenden Schneide des Werkzeuges auf dem bereits bearbeiteten Teil der Fläche des Objektes abgebildet wird.
Nutzt sich bei dieser Ausbildung während der Bearbeitung das Werkzeug z. B. ein Drehstahl ab, dann nimmt es von der zu bearbeitenden Fläche einen Span geringerer Dicke ab als vorher. Hierdurch nimmt der Teil der Oberfläche des Werkstückes, der mit dem abgenutzten Werkzeug bearbeitet wurde, mit Bezug auf das Prüfgerät eine andere Lage ein als der Flächenteil, der mit dem unabgenutzten Werkzeug bearbeitet wurde. Dies hat zur Folge, daß die Markenbilder im Prüfgerät auswandern. Das Werkzeug muß dann entsprechend nachgestellt werden.
Das Gerät nach der Erfindung hat somit den Vorteil, daß es laufend die Kontrolle des Abnutzgrades des Werkzeuges gestattet. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Kontrolle der richtigen Lage des Werkzeuges zum Werkstück nach dem Auswechseln des Werkzeuges. Hat nämlich das neu eingesetzte Werkzeug nicht die richtige Lage zum Werkstück, dann trägt es entweder zu viel oder zu wenig von dem Werkstück ab, was sich wieder in einer Verlagerung der Oberfläche des Werkstückes relativ zum Prüfgerät bemerkbar macht.
Will man die Abnutzung des Werkzeuges laufend kompensieren, dann bildet man das Werkzeug zweckmäßig relativ zum Gerät verstellbar aus. Vorteilhaft wirkt dann die Kontrolleinrichtung auf eine foto- elektrische Nachlaufsteuerung, welche ihrerseits das Werkzeug verstellt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die Draufsicht auf das Gerät nach der Erfindung, Fig. 2 die Seitenansicht zu F i g. 1, Fig. 3 das Gesichtsfeld des Gerätes, F i g. 4 ein geändertes Ausführungsbeispiel mit einer fotoelektrischen Nachlaufsteuerung, Fig. 5 eine Einzelheit der Fig. 4.
Das Werkzeug 101 trägt in den F i g. 1 und 2 von einem sich in Pfeilrichtung C bewegenden Werkstück 102 Material ab. Mit dem Träger 103 des Werkzeuges 101 ist eine optische Einrichtung 104 verbunden. Die optische Einrichtung 104 besteht aus einem Objektiv 105, welches eine auf einer Strichplafte 106 angeordnete Marke in dem Punkt abbildet. Der Punkt A liegt auf dem abgetragenen Teil D des Werkstückes 102 in der Nähe des Werkzeuges 101.
Für die Beleuchtung der Platte 106 ist eine Lichtquelle 108 mit einer vorgeschalteten Kondensorlinse 109 vorgesehen. Das im Punkt erzeugte Markenbild wird durch Linsen 110 und 111 auf eine Mattscheibe 112 projiziert. Zwischen den Linsen 110 und 111 ist gemäß einem früheren Vorschlag ein Pentaprisma 113 mit einer teildurchlässigen Spiegelschicht 114 und einer geknickten Außenfläche 115 vorgesehen. Durch dieses Prisma wird das Bild der Marke auf der Mattscheibe 112 verdreifacht, derart, daß das durch die geknickte Außenfläche 115 erzeugte DoppelbildA' das an der teildurchlässigen Schicht 114 gespiegelte Bild A" der Marke einfängt.
Die Wirkungsweise des Gerätes ist folgende: Nutzt sich das WerkzeuglOl ab, dann wird vom Werkstück 102 weniger Material abgetragen. Die Oberfläche verlagert sich nach Dr (punktierte Linie), und der PunktA wandert nach Al. Die vom Punkten: kommenden Lichtstrahlen treten jetzt schräg in das Objektiv 110 ein, und die MarkenbilderA' und A" wandern gegenläufig aus. Nach Lösen einer Schraube 120 kann das Werkzeug nachgestellt oder ausgewechselt werden.
Gemäß den F i g. 3 und 4 wird ein Lichtspalt 120 mittels einer Linse 121 in die unmittelbare Nähe der Werkzeugspitze A auf die bereits bearbeitete Fläche abgebildet. Eine Linse 122 bildet das Spaltbild auf die Kante eines Prismas 123 ab. Das Prisma 123 erzeugt zwei Teilbilder von dem Spalt, und eine Linse 124 bildet die Teilbilder auf die Kathoden zweier Photozellen 125 und 126 ab. Der in den Photozellen 125 und 126 erzeugte Strom wird über Verstärker 127 und 128 einem Nullspannungsrelais 129 zugeführt, welches einen Motor 130 steuert. Der Motor 130 wirkt über Zahnräder 131, 132 und 133 auf eine Zahnstange 134. Die Zahnstange 134 ist mit dem Träger 135 des Werkzeuges 136 fest verbunden und mit dem Werkzeugträger in einem Gehäuse 136 verschiebbar gelagert.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist wie folgt: Nutzt sich das Werkzeug 136 ab, dann verlagert sich das Spaltbild auf dem Werkstück 102. Die Linse 122 bildet jetzt das Spaltbild nicht mehr auf die Kante des Prismas 123 ab, sondern daneben. Hierdurch empfangen die Photozellen 125 und 126 unterschiedliche Helligkeiten und erzeugen dementsprechend unterschiedliche Ströme. Das Relais schaltet jetzt den Motor 130 ein. Der Motor verschiebt das Werk- zeug so lange, bis das Bild der Marke 120 auf dem Werkstück 102 wieder seine Lage eingenommen hat.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Kontrollieren der Abnutzung von spanabhebenden Werkzeugen beim mechanischen Bearbeiten eines Objektes, g e -kennzeichnet durch die Verwendung einer zum Messen der relativen Lage einer Fläche eines Objektes an sich bekannten optischen Vorrichtung mit ein reelles Bild einer Marke auf dieser Fläche erzeugenden optischen Mitteln (104) sowie mit einem optischen Abbildungssystem zum Erzeugen eines visuell beobachtbaren (112) oder lichtelektrisch abtastbaren (125, 126) Doppelbildes dieses Markenbildes, derart, daß die optischen Abbildungssysteme fest mit dem Werkzeugträger verbunden sind und daß die Marke in die Nähe der spanabhebenden Schneide des Werkzeuges auf dem bereits bearbeiteten Teil der Fläche des Objektes (102) abgebildet wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (101) relativ zur Kontrollvorrichtung verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrischen Abtastmittel in an sich bekannter Weise mit einer Nachlaufvorrichtung zusammenwirken, durch welche das Werkzeug nachstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 759 198; USA.-Patentschrift Nr. 1 451 302.